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CRISPR中非目标DNA裂解的催化机制...
摘要：CRISPR-CAS9是一种尖端的基因组编辑技术，它使用核酸内切酶Cas9在基因组所需的位点引入突变。这个革命性的工具有望治疗无数的人类遗传疾病。然而，尚未确定DNA裂解的分子基础，这是基因组编辑的基本步骤。在这里，使用量子 - 经典分子动力学（MD）和自由能方法来披露CRISPR-CAS9中磷酸二酯键裂解的两级依赖机理。从头算MD揭示了Mg 2+磅重的RUVC活动位点的构象重排，这需要H983的搬迁作为一般基础。然后，DNA的裂解通过两个Mg 2+离子的联合动力学从根本上进行的一致的关联途径进行。这证明了先前有争议的实验证据，这些证据无法完全确定保守的H983和金属簇构象的催化作用。与其他两级依赖性酶的比较支持了识别机制，并提出了基因组编辑和重组的常见催化策略。总体而言，此处描述的非目标DNA裂解催化解决了CRISPR-CAS9生物学中的基本开放问题，并为提高Cas9酶的催化效率和金属依赖性功能提供了宝贵的见解，这是基于基因组编辑工具的开发的基础。关键字：基因组编辑，QM/mm，自由能模拟，蛋白质/核酸相互作用，非编码RNA，磷酸二酯键裂解，镁辅助催化催化，CRISPR-CAS9■简介
eif4a控制雌激素受体α的翻译，是晚期乳腺癌的治疗靶标
从http://aacrjournals.org/cancerdiscovery/article-pdf/doi/10.1158/2159-8290.cd-23-23-1529/3480948/cd-23-1529.pdf由Cold Spring Spring Harbor Laboratory in 29 7月2024年7月29日
关于市政塑料废物催化热解的综述
由于全球经济和人口增长和城市化，市政固体废物（MSW）的产生不断加速（Kaza等，2018）。估计，2019年世界人口为77亿，在2030年可能达到85亿，在2050年的97亿，到本世纪末，根据所谓的中等人口增长轨迹（联合国（经济和社会事务部人口部人口部），本世纪末，2019年）。这意味着需要更多的资源来满足世界人口的需求，因此，如果不正确管理，将会产生更多的废物。塑料由于其多功能性，耐用性和适应性而是一种便宜且普遍存在的材料，2019年全球生产了3.68亿吨塑料（Plastics Europe，2020年）。当前生产的塑料的一半是单用塑料（Giacovelli，2018年），尽管在塑料项目上出现了40多年的回收符号，但这些单使用包装塑料中只有2％在闭环回收中流动（Ellen MacArthur Foundation超过40年，2016年）。在COVID-19大流行期间，由于PPE使用的增加而导致闭环回收的单一塑料产生不会上升（Yuan等人，2021年）。自上世纪中叶以来，塑料的生产增加了200倍（Geyer，2020）；目前，大约6％的年度石油需求用于塑料生产，预计到2050年将达到20％（Ellen MacArthur Foundation，2016年）。例如，1千克宠物的产生需要84 MJ能量，高于原油的加热值（44 MJ/kg； Gervet，2007年）。塑料废物是三个相互交织的世界灾难的主要原因之一，即环境污染，气候变化和自然资源稀缺。从2015年生产的化石燃料塑料中发出的温室气（GHG）为1.8 GTCO 2 -EQ，对于整个生命周期的角度（不包括回收），而Emisions的最大份额（60％）来自聚合物的产生（Zheng＆Suh，2019年）。寿命末期通常是不可持续的，这对陆地和海洋生态系统构成了环境污染。Jambeck等。（2015）计算出4.8 - 1,270万吨的塑料碎片进入了海洋。由于通过传输途径（陆地，水生和大气途径）在全球范围内跟踪塑料污染系统的复杂性，因此缺乏信息，这使得塑料问题难以解决（Bank等，2021）。例如，没有标准化的方法来量化和提取土壤中的塑料颗粒（Dissanayake等，2022）。在全球范围内，各种运动都试图解决这些问题。超过500个组织，包括200个企业，负责超过20％的全球包装塑料，以及27家拥有价值4美元三元资产的金融机构为将塑料留在循环经济中，到2025年将塑料置于其源环境中的目标（Ellen MacArthur基金会，2020年）。欧盟（EU）还制定了循环经济立法和循环经济行动计划中的塑料，以推动可持续的塑料废物管理（欧洲委员会，2018年）。估计，将五个关键行业（即水泥，铝，钢，塑料和食物）转移到循环经济中可以将温室气体排放量减少到2050年（Ellen MacArthur Foundation，《材料经济学》，2019年）。除了其对人类的经济负担外，塑料废物还对陆地和海洋系统的环境和生物物种具有深刻的占地面积（OK，2020年）。总共以一种不可持续的方式处理了60 - 9900万吨塑料废物，并在环境中最终出现，而在2060年，每年不雄厚的塑料废物在商业场景下可能达到155 - 2.65亿吨（Lebreton＆Andrady，2019年）。每年，塑料废物的11％（19-2300万吨）最终出现在海洋中，如果继续使用业务 - 与众不同的情况，到2030年，这个数字可能每年超过9000万吨（Borrelle等人，2020年）。大约1.5亿吨塑料碎片漂浮在海洋中（麦肯锡商业环境中心，2015年），塑料废物通常通过河流到达世界海洋，这被称为主要的塑料废物运输系统之一（van Emmerik＆Schwarz，2020年）。由于塑料碎片到达海洋系统而导致的年度世界经济负担为80亿美元（Kershaw，2016年）。对塑料污染对海洋生态系统及其他地区的不利影响提出了极大的关注。塑料碎片是喂养损害的原因（Savinelli等，2020）和海洋物种的纠缠（Jepsen＆de Bruyn，2019; Nisanth＆Kumar，2019）和Discomurbs自然二氧化碳循环（Shen等，2020）。在最近的一项研究中，发现三分之二的海洋和河口鱼类具有摄入的塑料。实际上，过去十年的记录表明，自2010年以来，海洋物种中微塑性发生的平均频率已翻了一番（Savoca等，2021）。微塑料是塑料颗粒，尺寸为5 mm（Tirkey＆Upadhyay，2021）。微塑料颗粒的形状从不规则到球形（Rosal，2021）变化，但是由于机械剪切，热氧化和太阳能暴露，较旧的颗粒具有光滑的边缘或面积更大（Chubarenko等人，2016年）。
生物炭的催化石墨化生产石墨碳材料
石墨材料是重要的工业产品。电池和电子计算机行业的快速开发激励了对石墨材料的巨大需求。然而，如今，石墨材料是通过在高于2500℃的温度下通过热处理化石油或煤炭衍生的焦炭来商业生产的。基于化石的原料和能源密集型生产过程均与可持续发展的概念背道而驰。本论文提出了可持续的低温催化石墨化过程，通过使用商业生物质热解生物炭作为原料，生产具有高度有序结晶度的石墨材料。硝酸铁作为石墨化催化剂。研究了石墨温度和铁载量对生产碳产物的性质的影响。产生的石墨材料。结果表明，随着石墨化温度和铁载量的增加，产物的平均石墨晶体大小和产品的石墨化程度增加。但是，铁载量的增加降低了酸洗涤过程的催化剂去除效率。当石墨温度高于1100℃，铁负荷量高于11.2 wt。％时，生产的石墨材料的结晶度优于商业石墨的结晶度。具有最佳结晶度的石墨材料，该材料在1300℃的温度下产生，铁负荷为33.6 wt。％，其结晶度非常接近纯石墨。
在公共聚合物废物的催化升级中的新型催化剂
20催化升级是一种有前途的废物管理策略，它通过将它们转换为高价值增值的产品来增强21种聚合物废物的循环。本评论介绍了22种新型催化剂的最新发展，它们在各种温度下的23种升级方法中的应用和反应机制。高温升级方法24包括用生物量衍生的生物炭的聚合物催化热解和25种基于金属的催化剂的碳化，这些催化剂主要产生氢气（H 2），单芳族26个碳氢化合物和碳纳米材料。电恢复，光化，糖酵解和27个酶辅助的去聚合发生在低和中等温度的情况下，具有28个金属基催化剂，有机催化剂和生物催化剂。从这些方法中获得29种产物，例如苯甲酸，甲酸，H 2，BIS（2-30羟基乙基）terephathaterate，单苯甲酸酯，单（2-羟基乙基）terephathalate等。生物质衍生的31个生物炭具有丰富的官能团，多孔结构和较大的表面积
催化微波辅助热解，用于化学回收塑料废物
塑料生产和浪费塑料堆积的增长对社会，环境和经济构成了严重的挑战。当前的机械回收过程受到塑料废物的分类/预处理和塑料降解的限制，该过程要求更有效的回收策略。催化微波辅助的热解可以作为废物塑料化学回收并产生燃料和石化原料（如石脑油）的可行方法。本讲座介绍了我们最近的一系列关于热解反应堆设计和催化剂开发方面的工作，目的是将这项技术推向工业应用。每天开发了一个处理能力为200 kg塑料的实验室尺度连续微波辅助热解系统，该系统具有连续的下水流操作和混合球床反应器。将碳化硅作为微波吸收剂掺入微波加热过程中，可以快速，均匀和节能加热。使用常规ZSM-5催化剂对系统的基线测试获得了基于聚烯烃的塑料的C 5 -C 22液碳氢化合物的57 wt。％。通过使用行业供应链分析工具，使用材料流，与从维珍材料中生产类似产品相比，该过程的节能估计为32％。 为了提高液态烃产物的产量和质量，测试了一系列催化剂并在实验室规模的设置上进行了比较。 ZSM-5涂料在SIC泡沫支撑上。与从维珍材料中生产类似产品相比，该过程的节能估计为32％。为了提高液态烃产物的产量和质量，测试了一系列催化剂并在实验室规模的设置上进行了比较。ZSM-5涂料在SIC泡沫支撑上。值得注意的是，Al 2 O 3的继电器催化，然后是ZSM -5的ZSM -5，最多100％转化为单芳烃，而C 5 -C 12烷烃/烯烃以催化剂与塑性比为4：1； Y5.1，F20沸石和Al 2 O 3促进了主要在C5-C23范围内的烷烃和烷烃的生产； MCM -41导致形成C 13 -C 23烷烃和烷烃，选择性为86.6％； ZSM-5有利于选择性为70％的芳香剂的产生。除了开发和选择适当的催化剂材料外，还需要仔细设计催化反应器，以便在操作过程中确保足够的热量和催化剂床内的大量和传质，并且可以方便地实践催化剂再生程序。传统的设计（例如随机填充床）在此过程中可能会出现问题，因为催化剂停用和可乐/蜡堆积很可能。可能的解决方案是一个结构化催化反应器，该反应器由带有涂层催化剂的结构化填料组成，例如该结构化催化剂已在实验室规模的设置中进行了测试，用于升级热解蒸气，结果表明，在催化活性和稳定性方面，它的表现优于许多其他催化反应器设计。此外，可以将复合催化剂重新生成和重复使用，同时很好地保留其材料特性和多个反应再生周期后的催化活性。
液相 - 葡萄酒上醇的液相催化氧化
第二个目标包括对不同钙化温度，异丙醇到氧气的效果的比较分析以及MCO 2 O 4催化剂的不同组成。这些测试是在相同的反应条件下进行的，以便能够在催化剂之间进行最可靠的比较。钙化温度的变化和反应物比的变化对反应结果没有显着影响。另一方面，不同MCO 2 O 4-催化剂的比较显示出与反应的产率和选择性的显着差异。铜催化转化器特别具有有希望的丙酮选择性。虽然NICO 2 O 4仅具有平庸的催化技能，但反应曲线显示出低于400°C的活性在低温下的峰值，与CO 3 O 4相似，表明具有反应性的表面中心或物种的特征性。这项研究提供了对CO 3 O 4催化剂催化行为的有价值的见解，但它也表明需要对经过测试的其他催化剂进行进一步检查，尤其是Cuco 2 O 4 -4 -NICO 2 O 4催化剂，这些催化剂在特定反应条件下显示出独特的机械特征。
模拟碳酸酐酶的金属有机骨架的合成及催化性能
推荐引用 推荐引用 Li, Longji，“模拟碳酸酐酶的金属有机骨架的合成及催化性能”（2021 年）。Mahurin 荣誉学院顶点体验/论文项目。论文 924。https://digitalcommons.wku.edu/stu_hon_theses/924