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研究实现人工构建自组装多酶体

在自然界,细胞通过漫长的进化获得了许多按一定空间结构组装在一起的多酶复合体,在这些复合体中, 酶与酶之间可以形成底物通道,减少中间产物(尤其是有毒物质)的扩散,以达到高效的胞内催化功能,在细胞 代谢过程和生命活动中发挥着重要作用。模拟天然的多酶复合体,在胞内人工构建超分子多酶体,是生物催 化和合成生物学领域的一个重要研究方向。华东理工大学的研究人员在自组装超分子多酶体的研究中取得 重要突破。研究成果发布在10 月15 日的Angewandte Chemie上。

为解决如何实现多聚体酶精确组装的问题,研究人员选择了2 个异种微生物来源的多聚体酶作为技术模 型,利用蛋白质自身同源自聚特性以及相互作用蛋白结构域和其配体的异源相互作用特性,采用生物技术,成 功实现了这2 个多聚体酶在胞外和胞内的自组装,得到了结构高度有序的层状超分子多酶体。与未组装的酶 相比,无论是催化性能还是蛋白质稳定性都得到了显著提高。

《中国科学报》[2014-11-22]

杂环化合物碳-氢键官能团化 获突破

杂环化合物广泛 存在于药物分子中,在 药物合成和发现过程 中扮演着举足轻重的 作用。杂环的存在不 仅能够影响药物分子 与受体之间的相互作 用,而且有利于提高药物分子的溶解 度。中国科学院上海有机化学研究所余金权戴辉雄以N-甲氧基甲酰胺为导向 基团,采用零价钯作为催化剂,通过绿色 环保的空气为氧化剂,现场生成具有催 化活性的二价钯物种,实现了杂环化合 物碳-氢键官能团化新突破。研究成果 于11 月10 日在线发布在Nature 上。

研究人员构建的催化体系实现了56 个杂环化合物的碳-氢官能团化反应,显 示了对杂环中N、S、P 等原子的容忍性和 底物结构的兼容性,很好地克服了这些 杂原子对反应区域选择性的影响。该反 应打破了碳-氢键活化中传统的选择性 规律,实验中表现出很高的催化效率以 及原子经济性,具有很好的实用价值,有 望在药物分子多样性合成及修饰方面实 现应用。

《中国科学报》[2014-11-24]

科学家解释老年人癌症多发原因

老年人往往是癌症的高发人群。美 国卡内基研究所华人科学家郑诣先的研 究团队发现,一种叫做B 型核纤层蛋白的 蛋白质数量减少可能是“罪魁祸首”。研 究成果发布在11 月6 日的Cell上。

人衰老过程中, 免疫器官会衰老,这 个过程被称为免疫衰 老。免疫衰老会诱导 全身性炎症反应升 高,导致包括癌症在 内的多种疾病。研究 人员对野生型果蝇的免疫器官脂肪体进 行观察发现,“年老”果蝇可能出现小肠 恶性增生,是因为果蝇衰老过程中其脂 肪体细胞中的B 型核纤层蛋白会逐渐减 少。

这一发现表明,哺乳动物衰老过程 中免疫器官的衰老可能与B 型核纤层蛋 白水平降低有关。免疫器官衰老在导致 炎症反应升高的同时,可能会导致小肠 等器官内局部免疫反应失控,进而导致 器官功能紊乱。这项研究成果为解释老 年人体内出现的全身性慢性炎症和癌症 发病率升高提供了一种可能。

《新华社》[2014-11-27]

SO2 调节蛋白或可降低心血管疾病 截肢风险

外周动脉病变是导致腿部截肢的一 种常见病因。一种与新血管生成有关的 蛋白质或许可以降低此类疾病带来的外 周动脉病变乃至截肢风险。研究成果发 布在11 月2 日的Nature Medicine上。

英国诺丁汉大学和美国波士顿大学 等机构的研究人员重点考察了血管内皮 生长因子对此类疾病的影响。这种信号 蛋白以2 种形式存在,分别发挥2 种作 用,既可以促进新血管生长,也可以抑制 其生长。研究发现,在外周动脉病变患 者体内,这种蛋白全部以抑制血管生长 的形式存在,导致堵塞的股动脉周围无 法形成新的血管以缓解血流不足造成的 腿部组织缺血。研究人员给肥胖或患有 糖尿病的实验鼠体内注入一种抗体,发 现这样可有效阻止抑制血管生长的血管 内皮生长因子形成,使其发挥促进血管 生长的作用。

此项研究为治疗外 周动脉病变找到了新的 标靶,通过操纵血管内 皮生长因子,改善腿部 血液供给,降低组织坏 死导致的截肢风险。

《新华网》[2014-11-22]

计算生物学新模型揭示植物无融合生殖遗传机理

无融合生殖是植物不经过精卵融合而产生种子的一种现象。通过无融合生殖产生的子代,具有与母本完 全相同的基因型,因而能有效地利用杂种优势,并保持世代的遗传稳定性。近年来,无融合生殖还被认为是植 物对特定环境的一种适应性,具有不可替代的进化作用。北京林业大学的相关研究人员研究出具有原创性的 计算生物学新模型,首次用统计方法揭示了植物无融合生殖的遗传机理,探讨了仅用实验手段无法回答的复 杂生物学问题。研究成果于10 月30 日在线发布在New Phytologist上。

研究人员利用新模型对2 组正反交作图群体数据进行基因定位分析,发现了影响无融合生殖的基因,验 证了中国山核桃与美国山核桃在种子无融合生殖比率中存在的差异。新的模型对无融合生殖机理的发现与 许多早期实验结果相吻合,将有利于发现更多未知的东西。

《中国科学报》[2014-11-20]

(责任编辑 王丽娜)