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基于多目标优化的蛋白质折叠多重极小值问题解决方案及其在生物活性结构预测中的应用
蛋白质如何从线性氨基酸链折叠成具有特定生物功能的三维结构,这是现代生物学最迷人的未解之谜之一。尽管AlphaFold等人工智能方法在结构预测方面取得突破,但蛋白质折叠的物理化学机制仍然模糊不清。传统观点认为氨基酸序列决定结构,然而现实中同一序列可能形成不同构象,特别是在淀粉样变性等病理过程中,这种"序列决定结构"的教条被打破。更复杂的是,蛋白质折叠面临多重极小值问题(MMP)——理论上存在无数能量局部极小值对应的可能结构,但生物体总能选择出具有功能活性的构象。这个选择机制是什么?波兰雅盖隆大学的Roterman和Konieczny在《Computational and Structural B
来源:Computational and Structural Biotechnology Reports
时间:2025-08-28
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木灰作为可持续水泥替代材料在混凝土中的应用:性能优化与环境效益研究
随着全球建筑行业对水泥需求的持续增长,传统水泥生产带来的二氧化碳排放问题日益严峻——仅水泥制造过程就贡献了全球约7%的CO2排放。与此同时,在面包坊、传统浴室(hamams)等场所燃烧木材产生的木灰,因富含钙、硅等矿物质却缺乏有效处置方式,正造成土壤碱化、重金属污染等环境风险。这种"双重环境压力"促使印度国立斯利那加理工学院的研究团队探索将木灰转化为可持续水泥替代材料(Sustainable Cementitious Material)的创新方案。研究团队从当地面包坊(nanawai)收集传统烤炉(tandoor)产生的木灰,通过X射线衍射(XRD)分析确认其含有47.43% CaO和13.4
来源:Cleaner and Circular Bioeconomy
时间:2025-08-28
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余甘子果胶多糖PEP-1的结构表征及其通过巨噬细胞极化调控冷免疫微环境的抗肿瘤机制
亮点免疫调节多糖的抗癌活性与其结构特异性密切相关。本研究从余甘子果实中提取纯化的果胶多糖PEP-1,其α-1,4-糖苷键连接的半乳糖醛酸(GalA)重复单元结构,为探索结构-功能关系提供了理想模型。讨论多糖的免疫调节和抗癌活性受其结构特异性影响。本研究获得的PEP-1具有独特的同型半乳糖醛酸聚糖(HG)结构域,其分子量达156.8 kDa。结构分析显示,PEP-1由部分甲基酯化的α-1,4-连接同型半乳糖醛酸组成。体外实验证实,PEP-1能有效促进M2巨噬细胞向促炎性M1表型转化——这可是"冷"肿瘤微环境(TME)变"热"的关键步骤!结论调控肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化是肿瘤免疫治疗的潜力
来源:Carbohydrate Polymers
时间:2025-08-28
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二甲基亚砜中纤维素纳米晶的流变学特性及其在生物材料中的应用研究
Highlight纤维素纳米晶(CNCs)因其可调的纵横比、低密度、优异的机械性能和独特的光学特性而备受关注。它们通常通过浓硫酸水解纤维素原料获得,表面带有硫酸半酯基团,使其能够分散在极性溶剂(如水、DMSO和DMF)中,形成具有溶致液晶特性的稳定胶体悬浮液。这些特性使CNCs在能源、医药、环保、食品和化妆品等领域具有广泛应用价值。MaterialsCNC粉末(CelluForce NCC® NCV100-NASD90)由Celluforce Inc.提供,通过64 wt%硫酸水解漂白牛皮浆制得。水解后的CNCs经过稀释、分离、中和至钠形式并喷雾干燥。CNCs的硫含量为0.89 wt%,相当于
来源:Carbohydrate Polymers
时间:2025-08-28
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山楂叶黄酮与甜菊苷协同调控蛋鸡子宫功能及蛋壳品质的机制研究
随着蛋鸡养殖周期延长,后期产蛋阶段蛋壳质量下降成为行业难题。蛋壳破损不仅造成经济损失,还影响食品安全。蛋壳形成涉及复杂的生物矿化过程,需要钙离子(Ca2+)和碳酸氢根离子(HCO3-)的精确转运,以及基质蛋白的调控。然而,老龄蛋鸡常面临肠道钙吸收效率降低、子宫氧化应激和炎症等问题。针对这一现状,中国农业大学Zengpeng Lv团队在《Animal Nutrition》发表研究,探索植物提取物组合的协同增效作用。研究采用66周龄京粉6号蛋鸡630只,随机分为7组(含6个重复),分别饲喂基础日粮(CON)或添加不同剂量HF(60/120 mg/kg)和ST(60/120 mg/kg)的组合,持续
来源:Animal Nutrition
时间:2025-08-28
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L-谷胱甘肽@银纳米颗粒去质子化超精细耦合加速Ru(Ⅱ/Ⅲ)阳极电化学发光用于细胞8-OHdG免疫检测
Highlight本研究亮点在于发现L-GSH@AgNPs纳米杂化物通过独特的去质子化超精细耦合机制,将Ru(Ⅱ/Ⅲ)体系的电化学发光(ECL)量子产率提升11倍,为超高灵敏度生物检测开辟新途径。Materials实验材料包括:联吡啶钌(Ru(bpy)32+)、还原型L-谷胱甘肽(L-GSH)、5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)等。所有试剂均采用标准方法配制,确保实验可重复性。Characterization of nanohybrids高分辨透射电镜(HRTEM)显示:AgNPs呈10.10 nm分散颗粒(图2A),经L-GSH修饰后形成核壳结构(图2B),晶面间距0.183
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-08-28
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温度耐受型荧光适配体传感器在水产品砷(III)检测中的协同识别机制与应用
Highlight本研究首次通过稳定适配体识别构象合成适配体印迹聚合物(Apt-IIP)作为砷(III)传感器,通过掺杂叶绿素修饰碳量子点(Chl-CQDs)实现荧光增强,开发出高效"开启式"传感器。Recognition principle of Apt-IIP and interaction analysis图1展示了Apt-IIP的制备过程:羧基修饰适配体通过酰胺化反应与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)结合,形成双识别系统捕获As(III)。以正硅酸乙酯(TEOS)交联后在硅球表面形成聚合物,同步封装As(III)、适配体和Chl-CQDs,最终洗脱模板形成具有限域空间的识别位点。分
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-08-28
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类风湿性关节炎与结直肠癌风险的负相关性:一项基于全国队列的血清分型及解剖亚位点分析
通过分析韩国国民健康保险数据库,研究人员开展了一项关于类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)与结直肠癌(colorectal cancer, CRC)风险的全国性队列研究。该研究纳入2010-2017年新确诊的40,909例RA患者,并按1:5比例匹配204,545名非RA对照者,中位随访时间5.3年。研究结果显示:在调整多种混杂因素后,RA患者总体CRC风险显著降低(风险比hazard ratio [HR]=0.89; 95%置信区间confidence intervals [CI] 0.79–0.99)。进一步分层分析发现,血清阴性RA患者风险降低更为明显(HR
来源:Rheumatology
时间:2025-08-28
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综述:利用高价镅的配位化学实现锕系/镧系元素分离
高价镅的氧化制备方法高价镅的制备是锕系/镧系分离的关键前提。Am(III)的氧化面临极高氧化电位挑战,例如Am(VI)/Am(III)电对标准电位达1.68 V(vs SCE)。过硫酸盐-银催化体系通过自由基链反应(SO4-·/OH·)实现高效氧化,而铋酸盐在酸性介质中可选择性生成Am(V)或Am(VI),磷酸介质中Am(VI)半衰期达22天。新兴的铜(III)高碘酸盐(Cu(III) periodate)在3.5 M HNO3中氧化效率超98%,显著优于传统铋酸盐。电化学氧化在碳酸盐介质中表现出独特优势:施加1.1 V和1.3 V电压可分别定量获得Am(V)和Am(VI),而缺位杂多阴离子(
来源:Communications Chemistry
时间:2025-08-28
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野生秋葵(Abelmoschus esculentus)种质资源的营养与矿物质谱分析:揭示种子成分的潜在价值
在热带地区广泛种植的秋葵(Abelmoschus esculentus)不仅是重要蔬菜作物,其种子更因富含蛋白质和油脂被称为"植物营养库"。然而,黄脉花叶病毒(YVMV)等病原体造成高达80%的产量损失,且栽培品种缺乏稳定抗性。更令人担忧的是,全球约20亿人口面临"隐性饥饿"——微量营养素缺乏,而秋葵种子中丰富的铁、锌、碘等矿物质正是解决这一问题的潜在钥匙。为挖掘野生近缘种的遗传潜力,来自印度旁遮普农业大学的Amandeep Kaur团队在《Heliyon》发表研究,首次对六种野生秋葵种子展开系统生化表征。研究人员采用气相色谱(GC)分析脂肪酸谱,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定
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异源四倍体牡蛎染色体水平基因组组装:为多倍体育种与基因组进化研究提供新资源
研究背景与科学问题牡蛎是全球水产养殖的重要物种,年产量达700万吨。三倍体牡蛎因其不育性和快速生长特性成为养殖业的核心品种,而四倍体则是规模化生产三倍体的关键亲本。目前人工诱导的四倍体多为同源四倍体,而异源四倍体(由不同物种杂交形成)既能增强基因组稳定性,又为研究杂交后基因组互作提供了独特模型。太平洋牡蛎(C. gigas)与葡萄牙牡蛎(C. angulata)作为近缘物种,其杂交后代展现出显著的育种潜力,但四倍体基因组的结构特征和演化规律尚不明确。研究方法与技术路线研究团队采用多组学技术:1)PacBio HiFi长读长测序(34.37Gb,27.94×覆盖度)结合Illumina短读长(1
来源:Scientific Data
时间:2025-08-28
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光子屏蔽光谱数据集(PSSD):面向先进辐射安全评估的模拟综合光子通量屏蔽光谱
在核能技术迅猛发展的今天,辐射安全评估始终是制约行业进步的关键瓶颈。传统ANSI/ANS-6.4.3标准数据集已服役三十余年,其基于上世纪物理模型的计算结果,不仅忽略了相干散射、轫致辐射等关键物理过程,更因仅覆盖22种元素而难以满足现代需求。更严峻的是,现有数据仅提供单点剂量值,无法支持人工智能时代对高维谱学数据的需求。这种数据荒漠严重制约了辐射屏蔽设计的精度与效率,成为核设施安全、太空辐射防护和医疗放射治疗等领域的技术痛点。针对这一挑战,Junyi Chen等研究团队在《Scientific Data》发表突破性研究成果。他们采用清华大学开发的反应堆蒙特卡洛(RMC)代码,通过超算平台近百万
来源:Scientific Data
时间:2025-08-28
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松鸡科鸟类食性与种子传播的形态特异性研究:基于显微组织学分析的西方松鸡全年饮食整合数据集
在北方森林生态系统中,松鸡科鸟类(Galliformes)作为关键物种扮演着重要角色。然而近年来,西方松鸡(Tetrao urogallus)这一世界上体型最大的松鸡种群数量急剧下降,在中欧和西欧许多地区已局部灭绝。虽然食物可得性通常不被认为是导致其种群衰退的主要因素,但准确了解其食性特征对于制定有效的保护策略至关重要。当前研究面临一个关键挑战:新兴的分子粪便分析技术虽然能精确鉴定植物分类单元,却无法区分被取食植物的具体部位——而不同植物部位(如叶片、种子、茎等)在营养价值和消化特性上存在显著差异。为解决这一科学问题,由Maria Curie-Skłodowska大学Joanna Czarne
来源:Scientific Data
时间:2025-08-28
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全球首个高雷诺数湍流数据库AeroFlowData的构建与应用:推动航空航天复杂流动研究的里程碑
106)下复杂几何边界湍流的精确模拟与预测。传统湍流数据库如约翰霍普金斯大学数据库主要关注低雷诺数基础流动,而工程实际涉及的复杂构型和高雷诺数工况数据严重匮乏。西北工业大学张伟伟教授团队在国家自然科学基金重大项目支持下,联合中科院力学所、中国航天空气动力研究院等8家单位,历时多年构建了全球首个面向航空航天工程的高雷诺数湍流数据库AeroFlowData。该数据库的创新性体现在三个方面:首次系统整合了复杂几何边界数据,将雷诺数范围拓展至107量级,并实现了实验与模拟数据的多源融合。研究团队采用四大关键技术:1) 基于OpenCFD-SCU程序的GPU加速DNS技术,对Ma=2.25-8的平板、钝
来源:Scientific Data
时间:2025-08-28
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马来西亚半岛蜜蜂虾虎鱼属(Brachygobius)分子分类学研究揭示隐存多样性
亮点热带亚洲特有的蜜蜂虾虎鱼属(Brachygobius)因其黄黑相间的警戒色而备受观赏鱼爱好者青睐。本研究通过"DNA条形码"(COI基因)和核基因(rho)的联合分析,在马来西亚半岛揭开了这些迷你鱼类的分类学谜团。引言蜜蜂虾虎鱼属隶属于虾虎鱼科(Oxudercidae)的Gobionellinae亚科,是"穆氏虾虎鱼(Mugilogobius)"分支的重要成员。尽管已有10个学名记载,但其中8个有效种的分类体系仍存在争议——这些体长不足3厘米的小家伙们,其形态特征的可变性给传统分类带来了巨大挑战。伦理声明本研究严格遵循马来西亚动物实验伦理规范(MYCODE),采样活动获得自然资源、环境及气
来源:Zoologischer Anzeiger
时间:2025-08-28
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人为热条件下微塑料-岩石共混物的形成机制与原位鉴定及其环境意义
Highlight在十座中国垃圾焚烧厂的底渣样本中,我们发现了数千个微塑料颗粒,其浓度远超既往研究(约120±180 n/g)。通过174个样本分析,测得单个MP平均质量为0.524±0.790 mg。Bottom ash samples collection来自中国十座城市的垃圾焚烧厂底渣样本(参见附图)显示,CF和GA样本具有代表性特征。MPs occurrence in bottom ash samples如图1(a)所示,所有底渣样本均检出大量MPs,证实焚烧过程中塑料的不完全燃烧现象。质量浓度范围为0.6-3.9 mg/kg底渣,灼烧减量(LOI)达5.55-15.57%。Concl
来源:Water Research
时间:2025-08-28
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石斑鱼虹彩病毒ORF120L基因产物的特性分析及抗体制备研究
石斑鱼作为亚洲地区最具经济价值的海水养殖鱼类之一,其养殖业长期受到虹彩病毒感染的困扰。其中,石斑鱼虹彩病毒(GIV)在幼鱼阶段造成的死亡率尤为显著,给养殖业带来重大经济损失。这类具有二十面体结构的DNA病毒直径达120-350nm,其基因组包含120个开放阅读框,但多数基因功能尚未明确。在病毒复制过程中,晚期基因编码的蛋白对病毒颗粒组装至关重要,然而目前对GIV晚期基因的研究仍存在大量空白。针对这一科学问题,Chu-Fan Cheng等研究者选择GIV-120L作为研究对象。该基因在前期研究中被预测编码489个氨基酸的蛋白,但NCBI数据库显示其同源基因AAV91028编码1008个氨基酸,存
来源:Vision Research
时间:2025-08-28
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巴西牛流产胎儿中犬新孢子虫(Neospora caninum)的检测与病理学研究
犬新孢子虫(Neospora caninum, NC)是一种专性细胞内寄生原虫,被认为是导致牛流产和新生儿死亡的主要原因之一,给全球畜牧业造成重大经济损失。尽管该寄生虫的传播途径和致病机制已有一定研究,但在实际生产中,快速准确的诊断方法仍存在挑战。巴西作为畜牧业大国,牛流产问题尤为突出,但关于NC在当地牛群中的流行情况和病理特征的系统研究仍较缺乏。为解决这一问题,来自巴西马托格罗索联邦大学(UFMT)兽医病理学实验室的研究团队开展了一项前瞻性观察诊断研究。研究人员收集了2012至2024年间提交至该实验室的192例牛流产病例,主要来自奶牛和肉牛养殖场。这些流产胎儿的估计胎龄在3至8个月之间,大
来源:Veterinary Parasitology: Regional Studies and Reports
时间:2025-08-28
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超声辅助低共熔溶剂高效提取紫荆树皮多糖:工艺优化、动力学机制及抗氧化活性研究
植物多糖作为具有免疫调节、抗氧化等多种生物活性的天然大分子,在功能食品和医药领域备受关注。然而传统热水提取法存在效率低下(通常需要数小时)、高温易导致活性成分降解等问题,而有机溶剂提取又面临环境负担。紫荆(Cercis chinensis)树皮作为传统中药,其多糖成分具有显著药理活性,但现有提取技术难以兼顾高效与环保。这项发表于《Ultrasonics Sonochemistry》的研究,开创性地将超声辅助提取(UAE)与低共熔溶剂(DES)技术相结合,建立了一种高效、绿色的多糖提取新范式。研究团队采用响应面法(RSM)优化工艺参数,通过扫描电镜(SEM)观察细胞结构变化,结合分子量测定(SE
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-08-28
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水力涡轮机材料空蚀损伤距离效应的多尺度研究及其抗空蚀优化指导
随着可再生能源在电网中占比提升,水电机组需承担调峰调频等非最优工况运行,导致水轮机转轮和尾水管空蚀加剧,引发过流部件侵蚀损伤、振动噪声及寿命缩短。空蚀距离作为影响材料损伤的关键因素,前人通过数值模拟发现气泡近壁面坍塌时产生的微射流(micro-jet)和冲击波(shock wave)会造成更严重的损伤,但多气泡相互作用下的空蚀距离效应仍缺乏实验验证。为此,西安理工大学彭博武(Pengbo Wu)团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表研究,通过建立间隙空蚀场理论模型,结合高速摄像与多材料损伤分析,系统揭示了空蚀距离对水力机械材料的损伤机制。研究采用超声空蚀装置(20 k
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-08-28