摘要:在关键细胞过程(例如转录,复制和DNA修复)过程中,DNA三向连接(TWJ)结构瞬时形成。尽管具有重要意义,但TWJ的热力学(包括链长,碱基对组成和配体结合对TWJ稳定性和解离机制的影响)的了解很少。为了解决这些问题,我们将温度控制的纳米电喷雾离子化(TC-NESI)与循环离子迁移率质谱(CIM-MS)仪器连接起来,该仪器也配备了表面诱导的分离(SID)阶段。这种新型组合使我们能够研究三个TWJ复合物的结构中间体,并检查GC碱基对对其解离途径的影响。我们发现,两个TWJ特异性配体2,7-Trisnp和Trispob导致TWJ稳定,这分别揭示了熔化温度(T m)的升高13或26°C。为了洞悉气相中的构象变化,我们采用了IMS并进行了SID来分析TWJ及其配体的复合物。对IM到达分布的分析表明,TWJ的单步分离及其中间体对三个研究的TWJ复合物进行了分解。在配体结合后,需要3 V(2,7-Trisnp)和5 V(TrispoB)较高的SID能量才能诱导TWJ的50%解离,而在没有配体的情况下为38 V。我们的结果表明,利用TC-ESI与CIMS结合使用,SID和SID进行TWJ复合物的热力学表征和配体结合的研究。这些技术对于TWJ设计和开发作为药物靶标,适体和功能生物材料的结构单位至关重要。
印度尼西亚是一个热带国家,全年太阳辐射强度相对稳定,每天 10 到 12 小时,平均 4.8 kWh/m²/天。这一巨大潜力可用于加热沐浴用水。基于太阳能集热器的热水技术现已在商业市场上广泛使用。此外,太阳辐射的热能存储是使用显热进行的,需要很大的体积。假设下午才用水,那么加热后的水就会储存在管子里。在几项研究中,人们使用了相变材料 (PCM) 来最大限度地提高太阳辐射的热能存储 (TES)。此外,PCM 使用潜热来吸收和释放热量。这会根据太阳能集热器产生的水温进行调整,达到 70°C。因此,使用的潜在 PCM 是固体石蜡,它在市场上随处可见,熔化温度为 40° 至 50°C。这项研究是在使用 80 厘米 x 50 厘米平板集热器的太阳能热水系统上进行的,并使用石蜡进行热能储存。同时,热交换器使用一根直径为 1 英寸的管子串联起来,管长为 50 厘米,有 36 根棒。所用石蜡的质量为 15 公斤或 17.7 升。此外,测试是在水的流速变化下进行的,即:2、3 和 4 升/分钟,太阳辐射为:997.5 W/m²、1183 W/m² 和 1399.8 W/m²。从结果来看,在 15 公斤的 PCM 石蜡中,热能储存过程耗时 3.2 小时,总储存能量为 3.6 MJ。此外,1,399.8 W/m² 的太阳辐射被用作能源,流速为 4 升/分钟的水作为热传递介质。因此,这种辐射对于向 PCM 的传热过程有非常显著的影响,而 2 到 4 lpm 的流速则没有。
蛋白质是通过各种功能,从结构支持到催化生化反应的不同功能来维持生命的重要生物分子。它们的催化效率使它们对于工业应用来说是无价的,在这些应用中,它们通常需要优化才能在特定条件下运行。虽然实验和计算方法在蛋白质工程方面取得了进展,但由于蛋白质结构和功能的复杂性,不存在通用方法。机器学习的最新进展通过利用大量蛋白质序列数据提供了新的可能性。然而,仍然存在关键挑战,包括描述酶活性和热稳定性等基本特性的高质量标签的有限可用性和不均匀分布。解决这些问题对于开发能够精确特征选择的模型至关重要。我的工作重点介绍了蛋白质工程的两个关键步骤:多样化和选择。为了改善选择,使用转移学习,数据增强和蛋白质语言模型(PLM)开发了深度学习模型,以预测物理和功能特性,例如熔化温度,酶温,蛋白质丰度和体外活性。这些模型不仅可以实现精确的性状选择,而且还提供了有关序列,热适应性和构象稳定性之间关系的见解。为了多样化,创建了一个深层生成模型,以捕获自然序列多样性并扩展其以生成跨蛋白质家族的新型变体库。这种方法优先考虑功能序列,并允许具有增强特性的蛋白质的靶向工程。超越了一般序列的生成,开发了一个框架来创建针对特定性状优化的变体池,例如增加的热稳定性。通过整合这些进步,我们从各种野生型序列中设计了功能性蛋白质变体,达到熔化温度的36°C升高。这项工作突出了生成机器学习的潜力,以完善和加速蛋白质工程周期,为更高效,更可扩展的生物技术应用铺平了道路。
对于 HRM 检测,采用补充表 S1 中报告的优化内含子引物。PCR 在 20 μ L 中进行,其中包含 100 ng DNA、0.5 单位 HotStart Taq 聚合酶以及 1x 缓冲液(Qiagen,德国希尔登)、1.5 mM MgCl 2、800 μ M dNTP、300 nM 每种引物和 1x EvaGreen(Idaho Technologies,犹他州盐湖城)作为插入染料。循环和 HRM 分析在 Rotor-Gene ™ 6000 实时分析仪上进行,采用以下热方案:95°C 持续 15 分钟(一个循环);95°C 持续 30 秒,55°C 持续 30 秒,72°C 持续 30 秒(50 个循环);72°C 持续 10 分钟(一个循环);熔化温度从 85°C 升至 95°C,每秒上升 0.1°C。使用相关的 Rotor-Gene ™ 6000 系列软件 (v1.7.87) 分析数据。标准化条在前导范围的 88°C 和 88.5°C 之间,在尾随范围的 92.5°C 和 93°C 之间,置信阈值为 90%:如果 HRM 图超出了指定参考基因型的置信范围,则软件会将样本识别为变异。图 S1A 显示了健康受试者和 3 名 MPN 患者的 DNA 样本的 HRM 图谱,这些样本先前已通过微电子微芯片分析进行了基因分型(未显示数据)。患者 PV02_113 为 MPL (W515K) 纯合子(TGG>AAG 转换),其 HRM 曲线相对于野生型序列向左移向较低温度,这与纯合变体导致熔解温度 (Tm) 降低的预期一致。患者 PV04_494 为 MPL (W515A) 纯合子(TGG>GCG 转换)等位基因
基因治疗是一种治疗技术,可修饰一个人的基因治疗或治愈疾病。这种修饰可以通过用健康的基因副本代替引起疾病的基因,使疾病的基因失活或将新基因引入体内以帮助治疗疾病。有多种基因疗法治疗,但是一种常见的技术是使用病毒载体,例如腺相关病毒(AAV),将治疗基因传递到人类细胞中进行复制。[2] AAV具有许多有利的特征,包括缺乏致病性,复制无能力,感染非分散细胞的能力以及在特定部位中整合到宿主细胞基因组中的能力。[3]这些有前途的特征导致了它们的进步,早期研究重点是单个AAV变体(血清型)AAV2。从那时起,与AAV2相比,已经发现了新的AAV血清型在某些细胞或组织中提供较高的转导效率。这些独特的细胞偏向主义已导致大量AAV血清型的发展来包装不同的治疗基因来治疗特定疾病。[4]不同的AAV血清型不仅具有不同的细胞向量,而且由于其不同的氨基酸序列和衣壳结构,它们的结构特性和稳定性也有所不同。这些差异使每种AAV血清型都具有独特的熔化温度。[4,5]为了开发有效的AAV疗法,在开发过程中表征AAV的关键属性至关重要。SUPR-DSF在热坡道期间测量了每种血清型的固有荧光,以产生熔体曲线。一个关键属性是AAV CAPSID的热稳定性,可用于血清型识别,优化衣壳配方以及在任何过程更改中进行比较。[6]可以通过在热坡道期间从AAV中的色氨酸残基中监测固有荧光的变化,可以通过差异扫描荧光法(DSF)测量衣壳稳定性。在此应用程序注释中,我们使用SUPR-DSF来测量三种AAV血清型的热稳定性:AAV2,AAV5和AAV6。此外,我们在AAV2和AAV6上进行了浓度稀释系列,以确定最小样品要求。所有样品均以10µl的井体积为10µl,在单个384孔微孔板上一式三份,强调该仪器的高通量可能性。
广泛用作航空航天和核工程(在裂变和聚变应用)的结构材料、金属加工工具和坩埚,以及腐蚀环境中的化学反应容器。最近,所有组成元素含量相当的复杂浓缩合金 (CCA) 已成为 RA 研究的一个新课题 [3, 4, 5, 6]。从纯金属到 CCA 的转变通常会改善材料性能和/或出现新的有益工程特性。在过去的 15-20 年里,这类合金一直是深入研究的主题。如今广泛讨论的高熵合金 [7, 8, 9] 是 CCA 的一个特例,其中合金元素的数量等于或超过五种。但即使涉及的元素数量只有三四种,与纯金属相比,高构型熵和严重的晶格畸变也会导致 CCA 材料性质发生质的变化。Senkov 等人。 [3, 10] 研究了一种 W 0.25 Ta 0.25 Mo 0.25 Nb 0.25 合金,该合金在高温下表现出有趣的力学性能:在 850K 至 1800K 的温度范围内,屈服应力极高(约 600 MPa)并且似乎几乎与温度无关。人们认为造成这一不寻常特征的主要机制之一是 CCA 的局部晶格畸变 (LLD) [7, 11],它抑制了位错运动。根据这一推测,在 Zou 等人最近的研究中 [12],他们通过高分辨率透射电子显微镜证实了 Nb-Mo-Ta-W 耐火合金中的局部畸变。经典分子动力学 (MD) 模拟是研究 CCA 特性最有力的工具之一。这种建模的关键部分是原子间势。因此,为此类系统开发可靠且广泛适用的势能是计算材料科学中的一项基本任务。对于耐火 CCA,Zhou 等人 [13, 14] 报道了一类可扩展至合金的嵌入式原子方法 (EAM) 势能。2013 年,Lin 等人 [15] 将 Zr 和 Nb 组分纳入该组势能中。这些势能被广泛用于探测耐火 CCA 中缺陷的行为 [16, 17, 18, 19, 20]。然而,由于可预测性较差,使用该模型获得的模拟结果最多只能视为定性的——即使对于纯金属也是如此。例如,对于纯钨,Zhou 的势能严重高估了熔化温度(比实验值高出近 1000K)[21],并且与从头算计算结果相比,显示出错误的螺位错 Peierls 势垒特征(峰值和形状)[22]。对于纯钼,Zhou 的模型给出了螺位错的极化核心
doi:https://doi.org/10.2298/SOS2001001F UDK: 546.271;622.785;676.056.73 超耐火过渡金属二硼化物陶瓷的致密化 WG Fahrenholtz 1*)、GE Hilmas 1、Ruixing Li 2 1 密苏里科技大学,密苏里州罗拉 2 北京航空航天大学,北京,中国 摘要:回顾了过渡金属二硼化物的致密化行为,重点介绍了 ZrB 2 和 HfB 2 。这些化合物被认为是超高温陶瓷,因为它们的熔点高于 3000°C。过渡金属二硼化物的共价键很强,导致熔点极高,自扩散系数低,因此很难对其进行致密化。此外,粉末颗粒表面的氧化物杂质会促进颗粒粗化,从而进一步抑制致密化。20 世纪 90 年代之前的研究主要采用热压进行致密化。这些报告揭示了致密化机制,并确定有效致密化需要氧杂质含量低于 0.5 wt%。后续研究采用了先进的烧结方法,如放电等离子烧结和反应热压,以生产出接近全密度和更高金属纯度的材料。还需要进一步研究以确定基本的致密化机制并进一步改善过渡金属二硼化物的高温性能。关键词:过渡金属二硼化物;致密化;烧结;热压。1. 简介过渡金属二硼化物 (TMB2) 作为用于极端环境的材料已被研究多年。 1-7 多种 TMB2 被视为超高温陶瓷 (UHTC),因为它们的熔点超过 3000°C,其中包括 TiB 2 、ZrB 2 、HfB 2 和 TaB 2。其他 TMB2,例如 OsB 2 和 ReB 2,作为新型超硬材料备受关注。8-10 TMB2 拥有不同寻常的性能组合,例如金属般的热导率和电导率以及陶瓷般的硬度和弹性模量,这是由共价键、金属键和离子键特性的复杂组合产生的。11-13 由于其性能,TMB2 被提议用于极端温度、热通量、辐射水平、应变速率或化学反应性,这些都超出了现有材料的能力。通常提到的 TMB2 的一些潜在应用包括高超音速航空航天飞行器、火箭发动机、超燃冲压发动机、轻型装甲、高速切削工具、熔融金属接触应用的耐火材料、核聚变反应堆的等离子体材料以及先进核裂变反应堆的燃料形式。5,14-22 TMB2 具有极高的熔化温度和硬度值,而同样的特性也使 TMB2 难以致密化。陶瓷材料的致密化可以通过多种方法实现。许多商用陶瓷都是通过无压烧结粉末加工方法制造的部件生产的。23-25有些陶瓷很难通过无压烧结致密化。
摘要:使用离子动力增强的LC-MS提供无标记定量的热蛋白质组分析,提供了多功能数据集,提供有关蛋白质差异表达,热稳定性和转录因子活性的信息。我们开发了一种多维数据分析工作流程,用于无标记的定量热蛋白质组分析(TPP)实验,该实验结合了基因集富集分析的各个方面,差异蛋白蛋白表达分析以及从LC- MS数据中推断转录因子活性的推断。我们将其应用于黑色素质素3受体(MC3R)激活的信号传导过程,这些激动剂源自促蛋白酶素皮质素激素:ACTH,α -MSH和γ -MSH。获得的信息用于绘制MC3R下游的信号通路,并推断出负责配体治疗的细胞反应的转录因子。使用我们的工作流程,我们确定了差异表达的蛋白质并研究了它们的热稳定性。我们在总共298个蛋白质中发现了由MC3R激活导致的热稳定性改变的蛋白质。在这些中,几种蛋白质是转录因子,表明它们是参与MC3R信号级联的下游目标调节剂。我们发现转录因子CCAR2,DDX21,HMGB2,SRSF7和TET2的热稳定性改变了。MC3R信号级联中的这些明显的目标转录因子在免疫反应中起着重要作用。此外,我们推断了数据集中确定的转录因子的活动。这种综合方法生成复杂这是使用贝叶斯统计数据使用我们使用无标签定量LC-MS获得的差异表达数据完成的。通过我们观察到的磷酸化肽丰度,在我们的生物学管道中验证了推断的转录因子活性,这突出了转录因子调节中翻译后修饰的重要性。我们的多维数据分析工作流程允许对MC3R激活下游的信号过程进行全面表征。它提供了有关蛋白质差异表达,热稳定性和关键转录因子活性的见解。本研究中生成的所有蛋白质组学数据均可在DOI上公开获取:10.6019/pxd039945。■引入蛋白质 - 配体相互作用在几乎所有生物过程中都起着至关重要的作用,这使得他们的研究对于不足的细胞功能和发展疗法至关重要。已经开发了许多方法来表征这些相互作用,通常集中于配体亲和力。然而,随访蛋白 - 配体相互作用与其下游效应(包括跨文字组,蛋白质组学和翻译后修饰(PTM)变化)非常重要。热蛋白质组分析(TPP)已成为一种有价值的技术,可以深入了解蛋白质功能,蛋白质 - 蛋白质相互作用,甚至预测与生理相关环境中的不良药物影响。1,2 TPP基于蛋白质 - 配体相互作用的内在特性,例如,当配体结合稳定蛋白质结构并因此增加了其熔化温度时。1,2详细使用,TPP采用了多步方法,包括配体处理,加热,提取,纯化,消化和LC -MS分析。