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揭示用于氧化还原流的苯醌衍生物......
(2024 年 6 月 22 日收到；2024 年 10 月 27 日修订；2024 年 11 月 6 日接受)摘要。醌具有高氧化还原电位，使其适用于有机氧化还原液流电池。它们在充电过程中的氧化和放电涉及两个可逆的电子转移反应。本研究利用密度泛函理论 (DFT) 与 B3LYP 函数和 6-31G(d) 基组来计算苯醌 (BQ) 的第一和第二还原电位。通过添加电子给体取代基 (-NHCH 3 、-NH 2 、-OCH 3 、-NHCOCH 3 、-OCOCH 3 ) 生成各种 BQ 衍生物。通用溶剂化模型 (SMD) 评估了溶剂效应，而锂盐、溶剂化自由能和 HOMO-LUMO 能量影响还原电位。 -OCOCH₃ 取代的 BQ 显示出最高的第一和第二氧化还原电位，分别为 2.81 V 和 2.27 V。添加三氟化硼 (BF 3 ) 盐可将这些电位升高到 3.99 V 和 3.84 V。在三种溶剂中检查了 BQ 及其衍生物的电化学行为：四氯化碳 (CCl₄)、乙腈 (ACN) 和水 (H₂O)。这些溶剂中的平均还原电位遵循 CCl₄ < ACN < H₂O 的趋势，其中水由于其氢键和极性而最有效。这些发现强调了溶剂特性对电化学过程的重大影响。关键词：苯醌衍生物、DFT、电子亲和力、还原电位、氧化还原液流电池、溶剂化自由能、SMD 溶剂化模型
针对胰腺癌的氧化还原代谢
摘要：癌细胞的细胞代谢被重新编程，以满足其高生物能量和生物合成需求。这种代谢重编程伴随着氧化还原代谢的改变，其特征是活性氧 (ROS) 的积累。ROS 的产生增加（主要是由线粒体呼吸引起）被抗氧化防御（主要是谷胱甘肽和抗氧化酶）的增加所抵消。癌细胞适应高浓度的 ROS，这会导致肿瘤发生、转移形成、治疗耐药性和复发。在胰腺导管腺癌 (PDAC) 中观察到的频繁基因改变会影响 KRAS 和 p53 蛋白，它们分别在 ROS 的产生和控制中发挥作用。这些观察结果导致人们提出使用抗氧化剂来预防 PDAC 的发展和复发。在这篇综述中，我们重点介绍了进一步提高 ROS 水平以诱导 PDAC 细胞死亡的治疗策略。促进ROS产生与抑制抗氧化能力相结合是临床治疗胰腺癌的一种有希望的途径。
金属和细胞氧化还原和免疫状态
我们非常高兴地在“稳态：金属和蜂窝氧化还原和免疫状态”上介绍了这个特刊。这个问题的目的是探索金属稳态，细胞氧化还原平衡和免疫功能之间的复杂关系。保持适当的金属稳态和细胞氧化还原平衡的重要性不能被夸大。金属在许多生物过程中起着关键作用，包括酶促反应，信号转导和DNA复制。但是，金属浓度的失衡会导致细胞损伤和功能障碍。同样，氧化剂和抗氧化剂的平衡对于细胞健康至关重要。太多的氧化剂会导致氧气应激，而过量的抗氧化剂会破坏信号通路。重要的是，金属稳态和细胞氧化还原平衡都与免疫功能紧密相关。金属离子在免疫细胞信号传导和分化中起重要作用，而细胞氧化还原平衡会影响免疫细胞的激活和增殖。金属家居和细胞氧化还原平衡的破坏会导致免疫功能受损，并增加对感染的敏感性。此收集中的第五篇文章报告了严重疾病发病机理期间干涉稳态的分子机制。第一篇文章“突触活动通过铁代谢来增强神经元生物能力”，Tena Morraja等人。[1]表明，突触活性会触发铁代谢基因的转录上调，从而导致细胞和线粒体铁的摄取增强。铁可用性的这种增加为电子传输链配合物提供了促进，从而促进了线粒体生物能学的长期改善。实际上，当抑制线粒体铁转运蛋白MFRN1时，活性介导的生物能力的增强被阻断。为了更好地理解突触活动对神经元代谢的持久影响，他们探索了刺激神经元中线粒体能量学的变化。结果表明，线粒体膜电位和消耗量增加，MFRN1的表达受到CREB的调节，Creb是突触可塑性的关键调节剂。这表明突触可塑性程序的表达与满足能量需求相关的增加所需的表达。Michaelis等人的第二个手稿是“胎盘锰和铁转移的差异和相互作用”。[2]研究了锰（Mn）和铁（Fe）在Bewo B30滋养细胞层中的转移。这些元素在胎儿发育中起着至关重要的作用，但是宫内过多的MN与不良妊娠结局有关。这项研究揭示了MN和Fe的胎盘转移有着明显的差异，MN转移在很大程度上独立于应用剂量。同时暴露两个元素表明它们具有共同的转移机制。作者认为，MN的转移可能涉及主动和被动传输过程的组合，因为尽管暴露了不同的情况，但在BOWO细胞中DMT1，TFR或FPN仅略有改变。Reinert等人的第三篇文章。铁是能量代谢中的关键元素，但是当Fe 2+ /Fe 3+比率出现问题时，它可能会产生不利影响。[3]探索安全的铁处理。
精神分裂症的GSH氧化还原周期的标记
在患有精神分裂症（SZ）的患者组中，氧化还原失调在外周液27和大脑中均已报道。已经假设这种失调，包括谷胱甘肽（GSH）周期28的改变可能会因少突胶质细胞对29个氧化应激（OXS）的易感性而导致SZ的脑白质（WM）异常。30 In this study we aim to assess the differences between 82 schizophrenia patients (PT) and 86 healthy controls (HC) 31 in GSH-redox peripheral blood markers: GSH peroxidase (GPx), reductase (GR) enzymatic activities and their ratio 32 (GPx/GR-ratio), evaluating the hypotheses that alterations in the homeostasis of the systemic GSH cycle may be 33与PT中脑WM中的病理机制相关。为此，我们采用了先进的扩散MRI 34方法：扩散峰度成像（DKI）和白质道完整性 - WATSON（WMTI-W），该方法对脱髓鞘和神经毒素的敏感性提供了35个出色的敏感性。36我们表明，女性参与者（HC和PT合并）的GPX水平较高（P = 0.00071），并随37岁衰老而降低（P = 0.026）。我们发现PT和HC在GR和平均峰度的关联中的差异（MK，38 p <0.0001）。也就是说，下MK与HC中的血液GR活性较高有关，但在PT中不相关，这表明HC中高39 GR活性（减少应力的标志）与髓磷脂完整性的变化有关。但是，GSH-REDOX 40外周血标记并不能解释PT中检测到的WM异常，或者本研究的设计如果存在，则无法检测到41个明智的现象。42 43 44简介45
设计用于优化氧化还原的材料配置...
随机访问内存（DRAM）和闪存已达到物理缩放限制。为了解决这个问题，在去年已经提出了新兴的记忆技术。[8-10]，基于氧化还原的电阻随机访问记忆（RERAMS）因其CMOS兼容的制造，功能，多功能性和缩放潜力而受到特别关注。[1,11,12]它被认为是下一代存储记忆，内存档案计算和人工智能的重要组成部分。[3,8,10–12] RERAM是一种两端金属 - 绝缘子 - 金属细胞。绝缘层的电导率（通常是过渡金属氧化物）可以通过外部电刺激引起的离子调节调节。[11]氧化物膜具有传导金属阳离子，构值和氧离子/空位等离子的能力，因此通常称为固体电解质。[13–15]根据功能原理，两种类型的重新拉液特别有前途 - 电化学金属化记忆（ECM）和价值变化存储器（VCM）。[11,16,17] ECM细胞中的电阻转换依赖于在活性电极和反电极之间分别形成和溶解的金属丝。[16]丝的形成对应于设定的过程，在此过程中，细胞从高电阻状态（HRS）转换为低电阻状态（LRS）。设定的过程伴随着单个个体电化学过程，即活动电极的电离（氧化），金属阳离子在氧化物电解质中的扩散和计数器电极下的成核/生长。反向电势的应用通过氧化/溶解细丝将细胞转换回HRS，从而导致重置过程。电化学活性金属（例如Ag，Cu或它们的合金/化合物）通常用作活性电极。[13,18,19]反电极由PT，IR或化合物（例如TIN）等惰性材料制成。[18–20] VCM细胞由具有高功函数的底部电极组成（例如，PT，TIN），该电极与氧化物形成了Schottky界面。顶部电极具有电活性，通常是具有高氧亲和力（例如TA，Ti，HF）的金属，它允许氧化还原反应/离子交换并与氧化物形成欧姆接触，有利于氧气空位缺陷形成。[21,22]被广泛接受的是，VCM电池的电阻转换是通过通过迁移和氧气空位缺陷的重新分布来调节Schottky界面处的静电屏障。[11,23]
了解钒氧化还原液流电池
所有因素至少取决于参与反应的物质的浓度，从而导致电池的典型非线性充电和放电曲线。对于 VRFB，这意味着充满电的电池的开路电压约为 1.6 V，放电状态下约为 0.8 V。充电和放电过程的速度直接取决于电流。但是，电池总是有极限，出于各种原因，这些极限不能超过。对于 VRFB，与所有基于水性电解质的电池一样，充电电压受水的电化学稳定性限制。根据电极材料和 pH 值，水在特定电位下分解为氢和氧。在铂电极（标准电位）处，电位差为 1.23 V。因此，除了成本之外，使用这种电极的 VRFB 甚至无法以合理的效率充电半满，因为在充电过程中会产生越来越多的氢和氧。不幸的是，其他金属
材料设计的阴离子氧化还原拓扑化
摘要：拓扑化学是指固态反应的一般类别，其中前体和产品在其晶体结构中表现出强烈的案例。各种低维材料通过在其2D板之间或通过范德华（VDW）相互作用束缚的1D链之间容纳来宾原子或分子，都会受到这种逐步结构的转化。这些过程是由客人和主机框架之间的氧化还原反应驱动的，在这些反应中，过渡金属阳离子已被广泛利用为氧化还原中心。拓扑化学加上这种阳离子氧化还原，不仅可以采用诸如锂离子二级电池之类的技术应用，而且还可以作为分层过渡金属化合物的结构或电子微调的强大工具。近年来，我们一直在追求超出这种阳离子氧化还原拓制化学以外的材料设计，该底座层次化学大多仅限于2D或1D VDW系统。为此，我们提出了由2D阵列的非VDW化合物的新的拓扑化学反应，该反应由阴离子chalcogen二聚体的2D阵列与氧化还原intert宿主阳离子层交替。发现这些chalcogen二聚体与外部金属元件发生氧化还原反应，触发（1）插入这些金属以构建2D金属硫化剂，或（2）（2）去构成chalcogen anions。从整体上讲，这种拓扑化学就像“拉链”，在那里，阴离子chalcent-chalcogen键的还原性裂解为非VDW材料的空间打开了空间，从而形成了新的分层结构。关键字：拓扑化学，阴离子氧化还原，插入，辣椒剂，低维材料■简介这种观点简要总结了阴离子氧化还原拓扑化学实现的独特结构转换的开创性示例以及其合成和特征的挑战。
精神分裂症中的氧化还原和免疫信号传导 - Infoscience
氧化还原生物学和免疫信号传导在人体中起主要作用，包括大脑功能。迅速成长的文献还表明，氧化还原和免疫异常与精神分裂症（SZ），双极性疾病，自闭症和癫痫病有关。在本文中，我们回顾了这一文献，其对SZ的病理生理的影响以及针对氧化还原和免疫信号传导的新型治疗干预措施的发展潜力。氧化还原生物学和大脑中的免疫信号传导很复杂，尚未完全理解。此外，文献中存在差异，尤其是在以患者为导向的研究中。尽管如此，很明显，在敏感的大脑发育期间，遗传因素与环境因素之间的相互作用在SZ中产生异常，这些异常破坏了本地电路和远距离连通性。纠正这些异常的干预措施可能有效地使精神疾病的大脑功能正常化，尤其是在疾病的早期阶段。
氧化剂，氧化还原平衡和应力信号传导
我们现在处于鞋底计划第三阶段的第三阶段资金期间的中间阶段。我们继续我们的目标是将来自不同背景的初级和高级调查员聚集在一起，具有共同的氧化剂，氧化还原平衡和压力信号的共同研究兴趣。为了促进2024 - 2025年中心的持续发展，我们维护了三个由预算降低的科学核心设施。我们的长期计划继续是在南卡罗来纳州发展成为氧化还原生物学科学学科的卓越中心。在最初12年的支持中，RO1成功允许20名毕业生建立成功的独立职业。他们的项目与氧化应激，氧化还原稳态和压力信号的基本面相连，并有助于增强程序化的发展。我们继续通过我们的试点赠款计划来支持调查，在该计划中，我们的科学目标得到了我们在蛋白质组学，细胞和分子成像和分析氧化还原方面的三个科学核心的支持。我们的中心假设没有改变，并且继续是氧化还原调节的途径会影响癌症，衰老，糖尿病，炎症和神经变性等疾病的病理生物学。行政核心继续提供业务管理，教师发展，指导，试点项目任务，计划计划和可持续性。我们已任命指导，内部顾问和外部顾问的监督委员会。我们的咨询小组包含具有科学专业知识的个人，并且还具有丰富的指导经验。目前，MUSC的该计划的未来发展也由医学和药房院长以及教务长办公室的现有财务承诺提供服务。随着我们继续补充核心设施，我们的目标仍然支持同行评审研究者的赠款和对MUSC教师的支持。在过去的一年中，我们已经成功获得了一项设备补充赠款，该拨款扩大了分析氧化还原核心中的氧化还原代谢组学。此外，我们继续与卡罗林斯卡学院和内布拉斯加林肯大学一起组织夏季氧化还原课程，并于2024年在林肯内布拉斯加州举行了6月的日期。
