卷曲螺旋结构域蛋白2通过促进线粒体自噬抑制帕金森病SH-SY5Y细胞凋亡

背景:卷曲螺旋结构域蛋白2(coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain-containing 2,CHCHD2)能否调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬在帕金森病中发挥神经保护作用尚未可知。目的:探讨CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中对PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬发挥的作用及机制。方法:利用重组质粒转染技术过表达或敲低CHCHD2,用6-羟基多巴胺构建SH-SY5Y细胞帕金森病模型后分对照组、模型组、过表达阴性对照+6-羟基多巴胺组、敲低阴性对照+6-羟基多巴胺组、过表达CHCHD2+6-羟基多巴胺组和敲低CHCHD2+6-羟基多巴胺组。Western blot及RT-qPCR检测CHCHD2的表达;Western blot检测LC3Ⅰ/Ⅱ、p62、MFN1、COXⅣ、DRP1、PINK1、Parkin、TIM23、Bax、Bcl-2及cleavedcaspase3蛋白表达;CCK-8、JC-1和活性氧试剂盒检测细胞活性、线粒体膜电位和活性氧水平,单丹磺酰尸胺染色观察细胞自噬情况,透射电镜观察自噬溶酶体。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞活性、线粒体膜电位及CHCHD2、PINK1、Parkin蛋白表达降低,活性氧水平、凋亡水平及LC3Ⅰ/Ⅱ、p62蛋白表达升高(P<0.05),并观察到自噬溶酶体的存在;②与模型组相比,过表达CHCHD2能降低细胞活性氧水平,升高线粒体膜电位及PINK1、Parkin和MFN1蛋白表达水平,并观察到线粒体自噬溶酶体增多,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用,并伴有COXⅣ、TIM23和p-DRP1蛋白表达的升高(P<0.05);③与模型组相比,过表达CHCHD2能减少细胞凋亡,上调Bcl-2并下调Bax及cleavedcaspase3蛋白的表达,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用(P<0.05);④结果提示,CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中可以通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善线粒体功能从而减轻细胞凋亡发挥神经保护作用。

一种新型电磁线圈发射器的动态特性

传统电磁线圈发射器对电枢的推力主要来自于侧面的螺旋线圈,而在底部没有直接的物体作用。设计了一种新型电磁线圈发射器,在底部增加一个圆盘线圈,在筒状电枢的尾部增加一个圆盘电枢。介绍了新型电磁线圈发射器的组成和工作原理,对发射器模型和外接电路进行场路耦合分析,得到了线圈电流、电枢加速力和速度等动态特性;把场路耦合得到的线圈电流结果加载到发射器三维有限元模型上进行磁-结构耦合分析,得到了线圈的应力分布规律。结果显示新型电磁线圈发射器在发射器第一级中电枢同时被两个线圈推动向前运动,产生的推力更大,适合大质量物体的发射。

拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析

近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注。前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应。因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响。脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因。研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考。

分子链构象变化对高分子液晶相行为的影响

聚肽高分子溶解在含有机酸的有机溶剂中可以在室温条件下形成液晶．随着温度的下降，体系中的酸分子会引起聚肽分子链发生由刚性螺旋结构向柔性无规线团结构的构象转变．这种转变将导致一个由液晶态向非液晶态的相变．在Ｆｌｏｒｙ格子理论和ＺｉｍｍＢｒａｇｇ理论的基础上，作者已提出了有关这一现象的理论解释，并通过引入一个与温度有关的库恩链长径比ｘｋ，使理论进一步完善，更切实际地解释聚肽液晶的相行为．此外，还讨论了不同分子刚柔性，不同高分子溶剂作用系数χ对液晶相行为的影响，以及研究了聚肽液晶的有序参数．

碳微线圈的合成、表征及形态研究

以镍为催化剂,在助剂噻吩的作用下,采用乙炔高温热解法合成了规则、均匀、具有双螺旋结构的碳微线圈.用同一次实验所得的产物,从水平与垂直两个方向研究了碳微线圈形态的变化与分布规律,并进一步通过改变反应器的结构做了比较实验,结合SEM,TEM,SAED和XRD等表征手段对这一规律进行分析研究.结果表明,反应气流的流向以及催化剂在反应过程中发生的物理和化学变化是导致碳微线圈形态变化的两个重要原因.另外,对碳微线圈的结构、生长机理以及噻吩的作用进行了初步研究.

碳微线圈的气-液-固-固生长机理

碳微线圈具有类似DNA的双螺旋结构,通常以镍为催化剂,噻吩为助剂采用CVD法制备,但是对于它的生长机理人们仍不十分清楚.本文发现构成碳微线圈的碳纤维由三条亚纤维组成,提出了碳微线圈的气-液-固-固生长机理,并以此对实验事实做出合理解释.

生物聚合物通过纳米孔时螺旋-卷曲两态转换的随机动力学研究

通过建立两态模型,依据Kramers理论,研究了生物聚合物多聚腺苷酸poly(A)在通过纳米孔时螺旋-卷曲(Helix-Coil)两态转换.结果表明:Helix-Coil两态转换的特征时间与能量位垒呈现指数关系τ~eΔG/kBT.同时发现了poly(A)两态的特征时间随温度、电压、外力的变化关系.本研究有助于理解生物聚合物通过纳米孔时的动力学行为.

敏捷材料的运动变换及对双螺旋结构的分析

提出了运动变换的概念以及一个描述智能材料变形能力的系数。重点分析了双螺线管式变换结构，推出其几何变形关系，指出它可以把微小的弯曲运动变换成直线运动，特别适用于放大压电陶瓷材料的变形，并给出了几个最新的典型应用实例。通过使用热双金属片进行模拟，实现了在100℃温度变化情况下30％～100％的线性应变。

丝绕矩形螺旋圈填料流体力学性能研究

在30 mm的填料实验塔内,对DN50丝绕矩形螺旋圈填料的流体力学性能进行了测定,获得了该填料的流体力学性能数据;在Bain-Hougen以及Leva模型基础上、利用实验数据回归出包含系统性质和填料特性参数的填料液泛气速、填料层压降关联式。利用获得的流体力学实验数据,对关联式计算值和实验测量值进行了比较,二者吻合较好,最大相对误差绝对值小于10%。研究结果可用于同系列的其他型号填料流体力学性能计算,也可以作为该填料推广应用、工业设计应用的参考依据。

连续管钻井电液双螺旋传动定向器的设计

针对目前连续管钻井液压定向器定向耗时、精度较低,电驱动和电液驱动定向器结构复杂等问题,设计了一种连续管钻井电液双螺旋传动定向器,针对该定向器双螺旋传动机构的性能及工具面角度调整等方面进行了分析。分析结果表明:所设计的定向器以双螺旋传动的方式传递精度与扭矩,可在0°~360°范围内逆时针单方向调整工具面,每次调整后液压缸活塞和传动机构复位,准备下一次调整;两级螺旋副螺旋方向相同且外螺旋副导程大于内螺旋副导程的双螺旋传动更适合作为该定向器的传动方式;推导出了任意时刻工具面调整角度与液压缸活塞位移之间的函数关系。所得结论为定向器电液控制程序的建立奠定了理论基础,可为国内高端定向器的研制提供一定的借鉴。

纱圈位移角变化规律的探讨

本文分析了纱圈位移角和卷绕角的变化规律及其对筒子成形的影响。文中列出了产生重叠卷绕的纱圈位移角和卷绕比数值,并提出了改善筒子卷绕质量的措施。

1株九江分离的柯萨奇A6病毒VP1基因分析及B细胞表位预测

目的对1株在九江地区分离的柯萨奇A6病毒(CoxA6)VP1区域进行克隆,并对其编码蛋白的结构、功能及B细胞表位进行分析和预测,为CoxA6疫苗制备和诊断方法的研究提供理论基础。方法采用RT-PCR法对CoxA6分离株VP1区进行扩增和克隆、序列分析,应用SigaIP、TMPRED、TMHMM、Big-PI Predictor、Cell-Ploc、PSORT、NetNES、Netphos、SOPMA、NetNGlyc、MotifScan、InterProscan、SMART、PROSITE、GOR4、Bepipred Linear Epitope Prediction等生物信息学方法预测其VP1基因编码蛋白特性和潜在的B细胞表位。结果该CoxA6分离株VP1基因编码305aa的多肽,分子量为33.5kDa。该蛋白无信号肽、跨膜区,是亲水性蛋白;二级结构主要以无规则卷曲为主,其次为α-螺旋及β-片层。该蛋白共有7个可能的B细胞抗原表位,位于151~173aa区域内的表位分值最高为2.774。结论成功克隆了1株CoxA6的VP1基因,并对其进行序列分析、蛋白质结构和B细胞表位预测,为制备CoxA6疫苗和开发诊断方法提供了分子生物学基础。

CHCHD2在恶性肿瘤中的研究进展

作为进化上相对保守的、核编码的含“卷曲-卷曲-螺旋-卷曲-卷曲-螺旋”结构域(CHCHD)蛋白家族成员之一,CHCHD2在线粒体和细胞核中执行不同的生物学功能。CHCHD2在多种肿瘤组织中高表达,且其表达水平与临床病理参数、患者生存预后显著相关,而抑制CHCHD2的表达可导致肿瘤细胞对化疗药物敏感。CHCHD2通过自身突变以及调控肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、凋亡和血管生成等在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。因此,CHCHD2有望成为肿瘤诊断和治疗、预后分析与评估的新靶标。未来,深入研究CHCHD2在恶性肿瘤中的作用,可以为肿瘤患者的治疗提供新思路。

内置双螺旋结构换热管金属氢化物反应器的传热性能

针对金属氢化物反应器传热性能较差的问题,提出了更紧凑高效的单进–出口的双螺旋结构换热管。建立了内置螺旋管的金属氢化物反应器的3维数学模型,并采用COMSOL Multiphysics 5.2a软件进行求解。首先,通过热阻分析发现,在不同换热流体入口平均流速(0.5~3.0 m/s)下,导程为15 mm的单螺旋换热管管内对流传热热阻占总热阻的百分比为8.5%~45.2%,这表明管内对流传热热阻对反应器的传热性能有很大影响。然后,研究了换热流体入口平均流速对反应器传热性能的影响,确定了模拟中换热流体入口平均流速的范围,对比分析了单、双螺旋结构对反应器性能的影响。结果表明:当换热流体入口平均流速大于0.5 m/s时,能达到较好的换热效果,换热流体的平均真实温升趋于稳定。减小螺旋导程可以明显提高换热流体的平均真实温升及反应器的传热和输出性能。对于导程为60 mm的单、双螺旋结构管,床层平均温度降至300 K所用时间分别为7000 s和3000 s。导程为30 mm的双螺旋结构管的单位重量输出㶲功率比导程为15 mm的单螺旋结构管更高,可见双螺旋结构管反应器的传热和输出性能均优于单螺旋结构管反应器。双螺旋结构管具有更大的换热面积,在反应器床层内的位置分布更加均匀,从而提升了反应器的传热和输出性能。

Stiffening of Semirigid Polymer Chains Before the Isotropic-Aniostropic Transition

The phase behavior of a semirigid polymer manifested by the polypeptide such as poly(βphenethyl Laspartate)(PPLA) in a mixed solvent system containing a denaturant acid was studied. The obtained results suggest that there is a marked enhancement of the propensity for the semirigid polymer chain to adopt a rigid conformation upon increasing polymer concentration before the critical value for the incipience of a liquid crystal phase, which has been firmly confirmed both theoretically and experimentally. In consideration of the first order estimation of polymerpolymer interaction, a theoretical approach was attempted within the framework of a helixcoil transition model proposed by Rajan and Woo. According to the analysis, the semirigid chains could become rather rigid before reaching liquid crystal phase. Such a kind of chain stiffening effect was verified by 1H NMR and 13 C NMR measurements. The experimental results show that the PPLA molecules convert gradually from the random coil to the rigid rod conformation as polymer concentration turns higher in the isotropic phase.

Identification of Secondary Structure of Extracellular Signal Regulated Kinase (ERK) Interacting Proteins and Their Domain: An in Silico Study

ERK is involved in multiple cell signaling pathways through its interacting proteins. By in silico analysis, earlier we have identified 22 putative ERK interacting proteins namely;ephrin type-B receptor 2 isoform 2 precursor (EPHB2), mitogen-activated protein kinase 1 (MAPK1), interleukin-17 receptor D precursor (IL17RD), WD repeat domain containing 83 (WDR83), tescalcin (Tesc), mitogen-activated protein kinase kinase kinase 4 (MAPP3K4), kinase suppressor of Ras2 (KSR2), mitogen-activated protein kinase kinase 6 (MAP3K6), UL16 binding protein 2 (ULBP2), UL16 binding protein 1 (ULBP1), dual specificity phosphatase 14 (DUSP14), dual specificity phosphatase 6 (DUSP6), hyaluronan-mediated motility receptor (RHAMM), kinase D interacting substrate of 220 kDa (KININS220), membrane-associated guanylate kinase (MAGI3), phosphoprotein enriched in astrocytes 15 (PEA15), typtophenyl-tRNA synthetase, cytoplasmic (WARS), dual specificity phosphatase 9 (DUSP9), mitogen-activated protein kinase kinase kinase 1 (MAP3K1), UL16 binding protein 3 (ULBP3), SLAM family member 7 isoform a precursor (SLAMMF7) and mitogen activated protein kinase kinase kinase 11 (MAP3K11) (Table 1). However, prediction of secondary structure and domain/motif present in aforementioned ERK interacting proteins is not studied. In this paper, in silico prediction of secondary structure of ERK interacting proteins was done by SOPMA and motif/domain identification using motif search. Briefly, SOPMA predicted higher random coil and alpha helix percentage in these proteins (Table 2) and motif scan predicted serine/threonine kinases active site signature and protein kinase ATP binding region in majority of ERK interacting proteins. Moreover, few have commonly dual specificity protein phosphatase family and tyrosine specific protein phosphatase domains (Table 3). Such study may be helpful to design engineered molecules for regulating ERK dependent pathways in disease condition.

含偶氮苯单元光响应多肽的研究进展

综述了含偶氮苯光色性单元的多肽光响应效应,主要包括光诱导的无规线团与右手α-螺旋之间的转变;左、右手-α-螺旋的反转;光激发的聚集-解聚过程以及由多肽形成的单层膜光力学效应。这些效应表明光响应多肽是一类很有前景的光响应化合物,可作为设计光调节传感器等光响应装置的合适材料。

Using Neural Networks to Predict Secondary Structure for Protein Folding

Protein Secondary Structure Prediction (PSSP) is considered as one of the major challenging tasks in bioinformatics, so many solutions have been proposed to solve that problem via trying to achieve more accurate prediction results. The goal of this paper is to develop and implement an intelligent based system to predict secondary structure of a protein from its primary amino acid sequence by using five models of Neural Network (NN). These models are Feed Forward Neural Network (FNN), Learning Vector Quantization (LVQ), Probabilistic Neural Network (PNN), Convolutional Neural Network (CNN), and CNN Fine Tuning for PSSP. To evaluate our approaches two datasets have been used. The first one contains 114 protein samples, and the second one contains 1845 protein samples.

良方温经汤调控CHCHD4表达干预寒凝血瘀型子宫内膜异位症乏氧的机制研究

探究良方温经汤调控卷曲螺旋卷曲螺旋结构域4(CHCHD4)表达干预寒凝血瘀型子宫内膜异位症(EMs)乏氧环境的机制。冰水浴法制备大鼠寒凝血瘀证模型,在此基础上采用自体移植法建立EMs模型,随机分为模型组,良方温经汤低、中、高(4.7、9.4、18.8 g·kg^(-1))剂量组及少腹逐瘀汤组,另设假手术组,每组10只,灌胃给药4周。造模期间进行大鼠一般情况观察及阴道涂片,并通过激光散斑衬比成像(LSCI)检测耳部及子宫血流,以判断寒凝血瘀证候情况;给药结束后观察大鼠一般情况;卡尺测量异位病灶面积;免疫组织化学法检测CHCHD4、乏氧诱导因子^(-1)α(HIF^(-1)α)的定位与表达;实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)及蛋白免疫印迹检测CHCHD4、HIF^(-1)αmRNA和蛋白的表达。进行EMs患者异位子宫内膜间质细胞(ESCs)原代培养,构建CHCHD4过表达质粒,转染建立CHCHD4过表达ESCs模型。将细胞分为空白对照组、CHCHD4过表达组、CHCHD4过表达+空白血清组、CHCHD4过表达+良方温经汤血清组,蛋白免疫印迹检测CHCHD4、HIF^(-1)α蛋白的表达;并检测葡萄糖消耗量及乳酸水平;MTT法检测细胞增殖情况。结果显示,与正常大鼠相比,造模大鼠出现精神萎靡、饮食饮水减少、动情周期紊乱,耳部及子宫微血管血液循环受阻等寒凝血瘀证候表征。与假手术组相比,模型组大鼠异位病灶隆起,CHCHD4、HIF^(-1)αmRNA及蛋白表达显著升高(P<0.05);与模型组相比,各给药组大鼠寒凝血瘀表征均有改善,异位病灶面积显著缩小(P<0.05或P<0.01),CHCHD4、HIF^(-1)αmRNA与蛋白表达显著降低(P<0.05或P<0.01)。在细胞模型中,与空白对照组相比,CHCHD4过表达组CHCHD4、HIF^(-1)α蛋白表达、葡萄糖消耗量、乳酸水平、细胞增殖活力均显著升高(P<0.01);与CHCHD4过表达组相比,空白血清组各指标均无明显变化,良方温经汤血清组CHCHD4、HIF^(-1)α蛋白表达显著下降(P<0.05或P<0.01),葡萄糖消耗量、乳酸水平显著降低(P<0.01),细胞增殖活力显著下降(P<0.01)。由上可知,良方温经汤对寒凝血瘀型EMs的治疗作用与降低CHCHD4表达,进而改善异位病灶及异位ESCs乏氧有关。

非天然相互作用对均聚多肽链螺旋形成动力学过程的影响的计算机模拟研究

以螺旋结构的形成过程为研究对象,基于粗粒化的格子模型和动态蒙特卡罗模拟方法,初步探讨了非天然氢键相互作用对均聚多肽链螺旋折叠动力学过程的影响.研究发现,非天然氢键的引入虽然延缓了其热力学转变的发生,但也从整体上降低了折叠动力学过程的能垒,在某一特定温度之下,反而可以提高折叠速率.对其折叠路径分布的分析表明,非天然氢键可以减少慢速折叠路径的发生,而后者是导致折叠时间增加的主要因素.另一方面,比较特定温度下多肽链链构象及螺旋片断随时间的演化进程,发现非天然氢键在一定程度上影响了天然氢键的形成以及天然态构象的稳定存在,同时也加快了其部分解折叠过程.这说明,非天然相互作用的存在有利于蛋白质构象的快速动态调整,从而行使其相应的生物功能.