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表位特异性抗体能够区分可溶性的亨廷顿蛋白外显子1(huntingtin exon-1)及其在细胞内形成的多种聚集体
这篇研究由美国南加州大学凯克医学院的科学家团队完成,聚焦于开发针对亨廷顿病(HD)关键致病蛋白Httex1的不同抗体,并解析其结合机制。研究通过多组学方法(包括电子顺磁共振、肽阵列筛选、体细胞免疫荧光及转基因小鼠病理分析),系统揭示了抗体对Httex1单体与纤维的特异性识别模式,为HD诊断和治疗提供了新工具。### 一、核心发现与机制解析1. **抗体分类与结合位点**研究将9种新开发的抗体(PHP5-9)分为两类:- **PHP5和PHP6**:靶向N端17氨基酸残基(N17)形成的α螺旋结构,其结合区域包含4-18号残基。通过硝基xylenol自由基电子顺磁共振(EPR)技术证实,该α螺旋
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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酰基循环在内源性G蛋白定位中的作用
该研究系统探讨了酰基循环(以S-酰化/去酰化为特征)对异源三聚体G蛋白(Gα-Gβγ)和HRas亚细胞定位的调控作用,发现两者在机制上存在显著差异。研究采用基因编辑技术、药物干预和活细胞成像结合BRET报告系统,揭示了G蛋白的定位更依赖静态膜锚定而非动态酰基循环,而HRas的分布则高度受制于这一循环过程。### 研究背景与核心问题G蛋白信号转导系统作为细胞内关键信号转导介质,其亚基(Gα、Gβγ)通过多态性脂质修饰实现膜定位调控。已有研究表明,Ras家族小G蛋白通过palmitoylation(C16脂肪酸链)与膜结合,其动态去酰化-再酰化循环影响亚细胞分布(如PM向ER转运)。但异源三聚体G
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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被MHC I类分子捕获的脂肽配体会发生动态的构象变化,这些变化会影响它们的抗原活性(即它们与免疫细胞结合的能力)
该研究聚焦于MHC I类分子呈递脂肽抗原的分子机制及其抗原性差异。研究团队以恒河猴Mamu-B*05104分子为模型,通过整合生物层干涉ometry、X射线晶体学和分子动力学模拟技术,系统揭示了短链脂肽抗原与MHC I类分子结合后,其构象动态变化如何影响T细胞识别效率。在实验设计上,研究者构建了包含Ala3替换的系列脂肽变体(C14nef4及其五个亚型),发现抗原性存在显著分化。生物层干涉ometry实验显示,高抗原性组(C14nef4、C14-GGSI、C14-GGKI)与T细胞受体的结合常数(KD值)范围在10-25微摩尔,而低抗原性组(C14-GGGI、C14-GGEI、C14-GGI)
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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KRASG12D突变通过胍核苷酸交换因子RCC1抑制Sirtuin 3,从而促进胰腺肿瘤的发生
该研究聚焦于KRAS G12D突变在胰腺癌发生发展中的作用机制,特别是其通过调控SIRT3基因表达影响肿瘤进展的分子路径。研究采用转录组测序、蛋白相互作用分析及体内体外实验相结合的方法,揭示了KRAS G12D通过招募RCC1蛋白抑制SIRT3表达,进而促进胰腺癌增殖的机制。以下从研究背景、核心发现、机制解析及临床意义四个方面进行解读。### 一、研究背景与科学问题胰腺癌作为消化系统恶性肿瘤中预后最差的疾病,其高死亡率与缺乏早期诊断手段和化疗耐药性密切相关。已有研究证实,92%的胰腺癌组织存在KRAS突变,其中G12D亚型占比达40%,且与更高恶性表型相关。尽管KRAS突变已被认为是胰腺癌的核
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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两个钙调蛋白结合位点对TRPA1钙通道的脱敏作用具有显著的影响
本文聚焦TRPA1离子通道与钙调蛋白(CaM)的相互作用机制,揭示了CaM通过两个不同的结合位点协同调控通道失活的过程。研究采用分子生物学、电生理学及结构预测等多学科方法,系统解析了CaM在TRPA1功能调控中的双位点结合模式及其动力学特征。### 一、研究背景与科学问题TRPA1作为伤害性化学感受器,在痛觉信号传递中起关键作用。其功能受钙离子浓度严格调控:初始钙激活导致通道电流增强,随后钙浓度升高又触发快速失活。尽管已有研究指出CaM通过DCTCaMBE(膜远端结合域)参与失活调控,但膜近端TRP CaMBD的作用仍不明确。本研究核心问题在于:CaM是否通过两个独立结合位点(DCTCaMBE
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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增强氧化应激防御机制以提高Schizochytrium sp. HX-308菌中二十二碳六烯酸(DHA)的产量
该研究围绕微藻Schizochytrium sp.的高效DHA合成技术展开系统性探索,重点聚焦于活性氧(ROS)调控机制及工程化改造策略。研究团队通过多维度实验设计,成功构建了兼顾经济性与可持续性的DHA生物合成体系,为工业级生产提供了重要技术支撑。在抗氧化剂优化方面,研究团队创新性地采用混合抗氧化剂体系。通过单因素实验筛选出10种食品级抗氧化剂(包括棕榈酸生育酚、甘草提取物等),结合响应面法确定最佳配比组合:以52.95mg/L的磷酸肌醇(PA)、32.00mg/L的甘草提取物(LE)和36.28mg/L的棕榈酸生育酚(AP)构成三元复合体系。该组合使DHA浓度从基础水平的24.0g/L显著
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-12-17
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硫酸盐还原菌和亚硫酸盐还原菌中D-半胱氨酸醇降解的途径
本研究系统解析了海洋环境中广泛存在的D- cysteinolate(D-半胱氨酸酯)的降解途径,揭示了硫酸盐还原菌(SRB)中一个独特的四酶基因簇及其代谢机制。该研究首次明确了D- cysteinolate在肠道微生物和海洋生态系统中的代谢路径,为硫循环研究及食品安全提供了新视角。**研究背景与科学价值**硫代酸盐作为生物体渗透压调节的重要物质,在海洋生物和人类肠道中均具有关键生理功能。D- cysteinolate作为高浓度硫代酸盐,广泛存在于海藻、鱼类及海洋微生物中,其代谢机制长期存在研究空白。该研究突破传统硫代谢研究框架,首次完整揭示D- cysteinolate的立体特异性降解路径,填
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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AbrB和ResD通过与转录起始位点两侧的序列结合,负调控Bacillus velezensis Bs916中的locillomycin合成
(研究背景与意义) 近年来,脂肽类抗生素因独特的生物活性和低毒性受到广泛关注。这类化合物通过非核糖体多肽合成酶(NRPS)或聚酮体合成酶(PKS-NRPS)途径生成,其分子结构中的亲水肽链与疏水脂肪酸链的复杂组合赋予其多样化的功能特性。例如,枯草芽孢杆菌产生的 surfactin 具有表面活性剂功能,而 iturin 和 fengycin 则展现出显著的抗菌活性。然而,locillomycin 作为一类新型环状脂肽,其分子结构包含9个氨基酸残基的肽链和13-15碳长链脂肪酸,这种独特的构型使其在抗病毒和免疫调节领域展现出特殊潜力(Luo et al., 2015a)。但当前工业化生产面临两大
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-12-17
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一种基于溶解氧和碱添加信号的软传感策略,用于实时估算甲烷氧化菌培养物中的生物量及聚(3-羟基丁酸)含量
本研究提出了一种基于溶解氧(DO)和碱液添加信号的软传感算法,用于实时监测微生物生物量和目标产物聚-3-羟基丁酸(PHB)的积累。该方法通过氧平衡和氮平衡理论框架,结合实验室常规监测参数,实现了对生物量(包括PHB)和产物的动态估算。研究团队选用甲烷氧化菌Methylocystis sp. MJC1作为模式菌株,在4升生物反应器中开展了多批次对比实验,验证了算法在不同培养基组成和操作条件下的适用性。核心创新点在于将传统离线检测的原理转化为在线软传感模型。传统方法依赖光学密度、干重测定或色谱分析等耗时手段,而本算法仅通过两个常规监测信号(DO和pH调节信号)构建预测模型。这种设计显著降低了实施成
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-12-17
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在大肠杆菌中通过工程手段实现BDH与NOx的共表达,能够高效地实现体内级联催化反应,将外消旋环氧化合物转化为α-羟基酮类化合物
本研究聚焦于生物催化合成α-羟基酮类化合物的高效化与绿色化改进。研究团队针对现有酶促 cascade 系统存在的局限性,通过创新性酶模块重构建立了新型生物转化体系,为有机合成领域提供了重要技术突破。传统生物催化路线采用乳酸脱氢酶(LDH)作为末端的 cofactor 自持模块,该设计存在两大技术瓶颈:其一,需额外补充丙酮酸底物,导致反应体系复杂性增加;其二,LDH 的催化循环会产生乳酸副产物,不仅影响产物纯度,还会改变反应体系离子强度,引发后续酶活性的衰减效应。针对这些问题,研究团队成功构建了基于水形成 NADH 氧化酶(NOx)的新型 cofactor 循环体系,通过巧妙的酶学设计实现了反应
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-12-17
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来自乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)的一种热稳定O-糖基转移酶的半理性设计,用于高效转化原人参二醇(protopanaxadiol)
该研究聚焦于从甘草(*Glycyrrhiza uralensis*)中筛选并优化具有高催化效率与热稳定性的糖基转移酶,以突破人参皂苷生物合成中的技术瓶颈。研究团队首先从甘草转录组数据中鉴定出两个糖基转移酶UGT88A29和GuUGT73F15,通过实验验证发现后者能特异性催化原人参二醇(PPD)在C3羟基位点上形成β-N-乙酰葡糖胺苷键,生成人参皂苷Rh2。这一发现突破了传统依赖化学水解或微生物发酵降解获取Rh2的局限,为直接合成PPD型皂苷开辟新路径。在酶工程优化阶段,研究团队采用"半理性设计"策略组合多种优化方法:基于UGT家族酶的活性位点拓扑结构,通过热力学模拟预测关键活性位点的氨基酸残
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-12-17
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线粒体自噬的激活可以对抗高尿酸引起的肝脏脂质堆积
高尿酸血症与肝细胞线粒体自噬的分子机制及治疗潜力近年来,随着生活方式的改变,高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)的发病率显著上升。研究发现,HUA不仅是痛风的主要病理因素,还与代谢关联性脂肪肝病(MAFLD)的发生发展密切相关。这一关联性在男性中尤为突出,且与脂肪肝的全球高发趋势相吻合。本文通过多组学实验和动物模型,首次系统揭示了HUA通过激活线粒体自噬调控肝脂代谢的分子机制,为开发新型治疗策略提供了理论依据。一、病理关联与基础研究HUA作为独立风险因素,其代谢紊乱机制涉及多系统交互作用。既往研究证实,HUA可激活NLRP3炎症小体通路,通过氧化应激促进脂肪肝进展。本研究在建立U
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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通过三维结构域交换设计来调控同价小结合蛋白的定向
该研究聚焦于通过基因工程手段调控双功能小结合体(<15 kDa)的取向,以优化其生物活性。传统方法依赖化学交联,存在步骤繁琐、成本高昂的缺陷,而基因工程方法虽能生成二聚体,但局限于头尾相连的构象。为此,研究团队创新性地引入3D域交换设计策略,通过改造 hinge loop(连接α螺旋与β折叠的关键环结构)实现二聚体取向的定向调控。### 核心科学突破1. **3D域交换机制创新** 首次利用聚脯氨酸(PPII构象)作为刚性连接器插入 hinge loop,通过空间位阻诱导蛋白结构重排。实验表明,插入6个脯氨酸的聚脯氨酸序列可形成稳定的三维域交换二聚体,其中: - **尾对尾构象**
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-12-17
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谷物蛋白通过肠道微生物群产生的吲哚代谢物,激活肠道中的AhR(芳烃受体)和肝脏中的NLK/FOXO1通路,从而改善葡萄糖代谢紊乱
该研究系统探讨了谷物蛋白通过调节肠道菌群代谢产物改善葡萄糖代谢的分子机制。研究选取了水稻、大豆、高山大麦、燕麦和藜麦五种典型谷物蛋白,通过高脂饮食小鼠模型和体外发酵实验,揭示了不同蛋白对肠道菌群结构及代谢产物的差异化调控作用,并首次证实色氨酸代谢衍生物通过NLK/FOXO1信号通路抑制肝脏糖异生。以下是核心研究内容的深度解析:一、研究背景与科学问题全球糖尿病患病率已达5.29亿,而饮食干预作为基础治疗手段存在研究空白。传统认知认为碳水化合物是糖尿病的主要诱因,但蛋白质尤其是植物蛋白的作用尚未明确。本研究聚焦谷物蛋白,通过以下科学问题展开探索:1. 不同谷物蛋白对高脂饮食小鼠的血糖代谢是否存在显
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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多组学研究揭示了由蜕皮激素激活的Eip75B-FABP信号通路,该通路在火萤(Hermetia illucens)的发育过程中协调营养代谢
### 黑水虻营养代谢调控机制的多组学解析与激素信号轴功能鉴定#### 研究背景与核心问题昆虫作为模式生物和可持续生物资源载体,其营养代谢调控机制具有重要研究价值。黑水虻(Hermetia illucens)作为典型的全变态昆虫,幼虫期需高效积累脂质和蛋白质以支持蛹期发育和成虫功能。然而,协调不同营养组分分配的分子机制尚未明确。本研究聚焦于以下科学问题:(1)昆虫幼虫期如何动态调控脂质代谢与蛋白质合成;(2)激素信号(如蜕皮激素20E)如何通过转录调控网络实现营养代谢的时空整合;(3)代谢重编程的分子基础及其应用潜力。#### 研究方法与技术路线采用多组学整合策略覆盖发育全周期的动态变化,具体
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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砷暴露、砷代谢与血浆脂质组在2型糖尿病及血糖特征中的作用:一项基于脂质组范围的关联研究
本研究针对砷暴露与2型糖尿病(T2D)风险的关系展开系统分析,重点探究了血浆脂质组学特征及其在砷代谢相关糖尿病发生中的潜在中介作用。研究团队通过 nested case–control设计,在武汉和珠海两城市队列中纳入276名参与者(92例新发T2D病例和184名健康对照),采用高分辨脂质组学技术结合砷代谢指标分析,揭示了多维度关联机制。### 研究背景与核心问题砷作为全球性环境污染物,其代谢产物与T2D风险存在显著关联。已有证据表明,无机砷(iAs)暴露与胰岛素抵抗和糖尿病风险升高相关,而砷代谢效率(如甲基化能力)可能通过调节脂质代谢发挥保护作用。然而,现有研究多聚焦单一代谢指标或脂质亚类,
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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通过基于三个重叠基因组片段的反向遗传系统,对伪狂犬病毒Bartha进行组合基因组工程改造
该研究聚焦于伪狂犬病毒(PRV)Bartha K61株的基因组工程技术创新,旨在建立一种高效的多基因编辑系统,为开发新型疫苗和溶瘤病毒奠定基础。PRV作为 alphaherpesvirinae 科的代表病毒,其138 kb的线性双链DNA基因组包含大量调控复制和宿主互作的基因。传统方法依赖全基因组BAC载体进行单点突变,存在操作繁琐、多基因组合难以并行编辑的局限性。本研究通过分段基因组克隆和递归转染技术,成功构建了覆盖病毒全基因组的反向遗传系统,显著提升了工程化效率。**技术路线创新** 研究团队采用BAC载体将病毒基因组切割为三段重叠序列(42 kb、44 kb、52 kb),每段包含约7
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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双基因位点与黄酮类化合物代谢共同调控Flammulina filiformis的子实体颜色:真菌色素沉着的多组学研究路线图
香菇果实体颜色形成的分子机制研究揭示了其色素生物合成与遗传调控的复杂网络。该研究通过整合基因组学、转录组学和代谢组学等多组学方法,系统解析了黄柄菇(*Flammulina filiformis*)果实体颜色差异的遗传基础与生化通路,为真菌色素调控研究提供了新范式。### 研究背景与科学问题真菌色素的形成传统上被归因于黑色素(DHN或L-DOPA途径)和类胡萝卜素(GGPP途径)的代谢产物。然而,近年来研究发现黄酮类化合物在真菌色素合成中具有重要作用。例如,*Stropharia rugosoannulata*的果实体颜色主要由花青素调控,而类胡萝卜素仅占次要地位。这一现象在栽培香菇(*F. f
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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草地植物中的叶际微生物组蕴藏着大量新型抗菌肽以及丰富的生物合成多样性
本研究以中国内蒙古东部草原生态系统为背景,系统解析了221份草本植物叶面微生物群落的基因组架构、生物合成能力及宿主特异性适应机制。研究团队通过整合超深度测序技术(单样本测序深度达26.28 Gbp)、多组学分析框架和生物活性验证体系,首次构建了覆盖45个科、145个种的草原植物叶面微生物基因组数据库,揭示出该生态系统中微生物功能多样性与宿主系统发育的深层关联。一、样本系统与测序流程研究团队采用标准化采样协议,在温带草甸和典型草原生态系统中采集了包括黄芪(Astragalus laxmannii)、紫花地丁(Viola philippica)等典型草原植物的221份样本。通过酒精消毒、低温保存等
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-12-17
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智能反射表面辅助的毫米波通信:基于交叉注意力机制的变分自编码器预编码设计
摘要:第六代技术超越了5G,具有更快的速度、更低的延迟和更高的容量。其中,智能反射表面(IRS)发挥了关键作用,通过精确处理传入的无线电波来优化无线通信,从而提高了网络覆盖范围、容量和能源效率。然而,在实际应用中,IRS中的混合预编码会受到噪声和干扰的影响。为了解决这个问题,我们提出了DVAE-CATT-Precoding(一种结合变分去噪自编码器和交叉注意力预编码的技术)。交叉注意力通过重新评估时域信号的重要性来增强信道预编码效果。变分自编码器(VAE)通过重构损失和正则化损失进行训练,以优化参数;其学习到的潜在空间有助于在频率和空间域中进行信道预编码。我们使用自编码器来重构潜在空间,从而提
来源:IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking
时间:2025-12-17