白小姐资料 年度国家科学技术奖励大会召开冻土与寒区工程研究创新团队获国家科学技术进步奖创新团队

  • 微生物来源的天然产物和其相关的生物合成酶元件是新药发现与合成生物学研究的巨大资源宝库。
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  2018-10-19日新闻讯:中国科学院大学博士生导师,生物物理研究所章新政研究员为本文的通讯作者,中国科学院生物物理研究所与中国科学技术大学联合培养学生朱东杰为本文第一作者,中国科学院生物物理所饶子和院士、王祥喜研究员,美国普渡大学MichaelGRossmann教授、QianglinFang博士,美国内布拉斯加大学JamesLVanEtten教授也参与了本课题。本项目得到中国科学院战略性先导科技专项(B类)、科技部国家重点研发计划以及中组部青年千人项目的支持。

  β-氨基酸是一大类非蛋白质氨基酸,具备多样的特殊生物活性,被应用于医药、食品、农牧业等多个产业。除此之外,β-氨基酸还被广泛应用于重要活性天然产物和药物合成中。β-内酰胺抗生素、重磅药物紫杉醇(抗癌药物),西格列汀(糖尿病药物)及维生素B5等多种具有巨大市场销售额的明星分子均需要β-氨基酸作为合成单元。β-氨基酸的合成长期以来一直依赖于过渡金属催化的化学途径,需要昂贵的催化剂、繁琐的保护与去保护步骤以及苛刻的反应条件。这些传统化学合成工艺为环境带来了巨大的压力。因此,设计β-氨基酸的新型绿色合成途径成为了合成领域的一项重大挑战。

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俄罗斯OlegANDREEV副教授到所执行“中国科学院国际人才计划(PIFI)-国际访问学者”项目

白小姐资料 高福院士在《CELL》上发表新发突发传染病评论文章

  氢气是一种高效、清洁的燃料,制取氢气有多种方法,其中电解水析氢不会产生温室气体,对环境无污染,是制氢的理想方式,但在析氢反应中需要使用高效催化剂。二维硫属化合物(TMDs)在理论上具有与商用Pt/C可比拟的催化活性,但是大部分TMDs面内惰性强,使得自身活性位点数量少,催化性能提升有限。针对面内惰性的问题,众多研究工作通过对TMDs构建边界、面内缺陷的手段,在费米能级处引入活性态,可有效提升TMDs催化析氢性能,但这些改性方法不能优化材料的氢吸附自由能(ΔGH*)到最优值0eV,需要进一步借助外部机械力或者精密设计的基板材料来调控ΔGH*,复杂的制备工艺和苛刻的结构调控手段严重制约了TMDs析氢催化剂的进一步应用。

  埃瓦尔德球效应是指相干的电子散射波成像在一个球面上的效应。在现有的冷冻电镜成像理论中,将该球面视为一个平面,由此近似带来的分辨率极限称为埃瓦尔德球效应极限。过去提出多种矫正埃瓦尔德球效应的方法,包括欠焦量梯度背投影法(JensenG.Jetal.,2000),抛物面法(LeongP.A.etal.,2010),Side-band法(RussoCetal.,2018)等,它们在模拟数据或信噪比较高的无机材料数据中能较好地矫正埃瓦尔德球效应,但至今在实际的低信噪比冷冻电镜数据中却还没有展现出效果。

  面向这一挑战,吴边团队选择了碳-碳双键的不对称氢胺化路径进行研究。不对称氢胺化反应可以把两种来源丰富、结构多样的原料直接结合,具备极高的原子经济性,无需附加其他辅剂,是美国化学会提出的最具“绿色化学和绿色工业”特性的十大反应之一。然而,无论是人工设计的化学催化剂或是天然存在的生物催化剂都不能直接催化该反应。因此,吴边团队采用了人工智能蛋白质设计技术,综合选用一系列计算方法,对天冬氨酸酶进行了分子重设计,成功获得了一系列具有绝对位置选择性与立体选择性的人工β-氨基酸合成酶。随后,该团队构建出能够高效合成β-氨基酸的工程菌株。通过发酵工艺优化与转化工艺优化,该生物催化体系可一步实现相应β-氨基酸的合成。该人工设计的反应体系体现了高效率、高原子经济性等巨大优势,底物浓度达到300g/L,实现了99%转化率,99%区域选择性,以及99%立体选择性,相关指标达到了工业化生产的标准。除了生物催化在上游转化的固有优势之外,该工艺的下游提取过程也极具绿色特性,可通过直接结晶和离子交换等适用于工业生产的的简单分离纯化方法获得产物,避免了大量有机溶剂及色谱分离步骤。 基于体内心脏部位的微环境可能有助于CiCM产生及存活这一假设,近期谢欣课题组大胆地将在体外能够诱导CiCM产生的小分子组合CRFVPTM(C,CHIR99021;R,RepSox;F,Forskolin;V,VPA;P,Parnate;T,TTNPB;M,Rolipram)给予小鼠,并通过谱系追踪实验发现小分子组合可以将心脏部位的成纤维细胞诱导成为CiCM,而且转分化现象仅在给药一周后即开始出现。当给药六周后,出现的CiCM从形态及各类心肌相关标志物的表达方面均接近临近的心肌细胞。更有意思的是,该小分子组合可以有效抑制心肌梗死模型小鼠中心脏的纤维化,并促进心脏功能的恢复。目前小分子化合物诱导体内心肌细胞转分化的效率尚有待提高,但该研究概念性地证实了小分子药物可在体内诱导体细胞的原位重编程并进行功能性修复,为进一步研究奠定基础。研究成果于2018年4月18日在线发表于《细胞研究》(CellResearch)。该研究在中国科学院大学博士生导师、上海药物所谢欣研究员指导下完成,论文的第一作者为同济大学博士研究生黄陈稳。

  有性生殖是一种古老的真核繁殖方式,其化石证据可追溯到12亿年前狭带纪,被认为起源于单细胞真核微生物祖先。近期杜克大学JosephHeitman实验室发现,隐球菌α同性生殖保持了早期真核祖先有性生殖的重要性征(不依赖于细胞融合而是借助细胞周期调控提高染色体倍性),代表了古老的有性生殖方式。因此,这项研究暗示了细胞密度依赖的群感调控可能作为一种古老的胞外调控方式在真核生物祖先的有性生殖过程中扮演了重要的角色。

  本项研究为二甲双胍延缓人类细胞衰老提供了重要的实验证据和机制探索,并建立了内质网氧化还原状态与人类细胞衰老之间的科学联系。同时,靶向Nrf2-GPx7通路也为衰老相关疾病的预防和治疗提供新的思路。 ”

  以上工作得到了国家自然科学基金、中国科学院“一三五”重点培育项目和羰基合成与选择氧化国家重点实验室的长期支持。

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