基于模体中心结构的蛋白质复合物识别算法

基于蛋白质相互作用的网络有明显模块化特征,其对预测蛋白质功能、解释特定的生物进程具有重要作用,网络模体是复杂网络演化的重要拓扑结构,其代表了复杂系统中的重要功能单元,具有进化保守性的特性,提出一种新的基于网络模体为核心节点组的蛋白质复合物识别算法.该算法根据蛋白质相互作用网络的拓扑特性,将模体作为蛋白质复合物的中心结构体,并基于中心结构体进行二层节点扩充,能准确有效地识别蛋白质复合物.并且将复合物二维网络进行三维转化,从而更直观清晰地展示复合物的结构体特征.实验结果验证了该算法的有效性及可行性.

核磁共振波谱法在蛋白质三维结构解析中的应用

蛋白质特定的三维结构与其生物功能密切相关,因此,研究蛋白质的三维结构有助于揭示其生物功能机制。将核磁共振(NMR)波谱法应用于研究溶液状态下蛋白质的三维结构,能够更加准确地揭示蛋白质结构与生物功能之间的关系。本文综述了NMR解析蛋白质三维结构的理论和技术方法,以及NMR结合其他生物物理手段,并辅以分子建模计算法研究蛋白质三维结构的研究进展和最新方法,为精准解析蛋白质的三维结构提供思路及策略。

DNA及其蛋白质复合体的电镜观察及研究应用

对生物大分子形状的正确了解有助于对其功能的解析。事实上 ,借助于电子显微镜观察法 ,使我们在对构成细胞各组分功能的探讨和研究方面收益匪浅。自从生物学家们认识到DNA在细胞行使其功能中的重要性以来 ,电子显微镜便成为一种最重要的技术手段而被用于分析DNA的结构 ,研究DNA的复制、重组和转录机制。近年来 ,这一领域的研究技术又有了非常大的改进 ,使人们已经能够借助于电子显微镜 ,观察介入DNA复制、重组和转录等过程中的DNA 蛋白质复合体的活体状态。今后 ,在对生物大分子的活体行为进行探讨时 ,电子显微镜技术将发挥越来越重要的作用。

三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展

三维编织复合材料由于具有优异的力学性能而得到了广泛关注,这些性能的获得离不开其具有的特殊结构,本文从预成型体织造及复合材料细观结构两个方面进行综述。在织造技术方面,对当前编织方法及设备进行了介绍,并评述了近年来对编织新方法的探索以及对编织过程的研究。在细观结构方面,详述了细观结构研究由抽象到具体的发展历程,指出当前模型对于纤维束变形的表征的不足之处,并对两种先进的建模方法进行了介绍。最后指出今后的研究中可进一步建立三维编织结构的表征方法以探索新型编织结构,研究纤维束变形机理以获得更为真实的细观结构模型。

三维机织预制体结构对C/C复合材料力学性能的影响

本工作设计并用炭纤维织造了两种不同结构的三维预制体,即三维角联锁结构(JLS)和三向正交结构(SZJ),采用化学气相渗透(CVI)致密和液相树脂浸渍/炭化的增密工艺,制备出C/C复合材料,测试并对比分析了拉伸性能和冲剪性能。结果表明:预制体结构对C/C复合材料的力学性能有很大影响,同时决定拉伸断裂破坏模式。三向正交结构C/C复合材料的力学性能好于三维角联锁结构的C/C复合材料。

线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅱ的三维精细结构获得解析

人类很多疾病产生的分予机理解释需要以复合物Ⅱ的三维精细结构为基础，我国清华大学医学院蛋白质科学教育部重点实验室饶子和教授领导的科研小组异军突起，只用了三年多的时间即攻克了蛋白复台物Ⅱ的三维糈细结构解析这一难关。

非经典型多梳抑制复合物1.6的电镜结构分析

目的·通过负染色及透射电子显微镜(电镜)技术分析非经典型多梳抑制复合物1.6(polycomb repressive complex 1.6,PRC1.6)的蛋白结构,获得人源PRC1.6七元复合物的三维轮廓信息。方法·将PRC1.6复合物中7个组分基因RNF2、PCGF6、RYBP、L3MBTL2、CBX3、E2F6和TFDP1分别克隆至N端带有6×His-3×Flag标签的pMLink载体中,利用聚乙烯亚胺瞬时转染的方式在悬浮培养的哺乳动物细胞Expi293F中表达PRC1.6七元复合物,依次使用anti-DYKDDDDK标签亲合树脂、分子筛Superdex 200 Increase 10/300 GL(凝胶过滤层析)和甘油密度梯度离心分离纯化PRC1.6复合物;通过液相色谱-串联质谱法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)确认PRC1.6七元复合物组分;利用泛素化活性实验和电泳迁移率变动分析(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)对复合物的体外泛素化活性以及与核小体结合亲和力进行验证;使用乙酸双氧铀进行样品制备并通过透射电镜观察蛋白样品,随后通过单颗粒重构技术对PRC1.6复合物的三维结构信息进行分析;利用UCSF Chimera软件将蛋白质结构数据库(Protein Data Bank,PDB)中的目的蛋白相关原子结构模型与重构获得的PRC1.6电子密度图进行拟合,预测PRC1.6七元复合物中各亚基的定位。结果·通过真核表达、亲和层析、凝胶过滤层析和甘油密度梯度离心,以及LC-MS/MS验证,获得了纯度较高、均一性较好的PRC1.6七元复合物,且泛素化活性实验和EMSA发现该复合物在体外具有泛素化活性和核小体结合亲和力。利用负染色、透射电镜和单颗粒重构技术初步解析了分辨率约为15.2Å(1Å=10-10 m)的PRC1.6七元复合物的三维结构,将已有RNF2、PCGF6、RYBP、L3MBTL2、CBX3和DP1部分氨基酸序列的原子模型以及E2F6的AlphaFold2预测结构与重构获得的电子密度图进行匹配,初步确认了7个亚基在PRC1.6复合物三维结构中的定位情况。结论·使用负染色和透射电镜,以及单颗粒重构技术搭建了人源PRC1.6七元复合物的三维结构模型。

柔性导向三维织造复合材料预制体细观结构分析

针对柔性导向三维织造复合材料预制体的结构表征问题,对预制体的几何结构和纤维束细观形貌进行了研究。基于纤维截面为矩形、纤维处于伸直状态、预制体结构均匀一致、忽略边缘导向套与纤维的缠绕区域等基本假设,建立了预制体几何结构模型,并通过织造实验验证了模型的合理性。通过织造层致密化压实工艺,织造了纤维体积分数分别为44.1%、50.0%和52.5%的预制体,采用树脂转移模塑成型(RTM)技术制备了复合材料试样。将试样研磨抛光后置于显微镜下观测X/Y向纤维束沿Z向和轴向的截面细观形貌变化特征(将纤维与平面内X或Y向纤维之间正交铺设的夹层区域定义为A区域,将X向纤维和Y向纤维正交叠层区域定义为B区域)。结果表明,受不同压实载荷的影响,纤维体积分数高的预制体,A区域的X/Y向纤维束截面形貌更趋于矩形;B区域的X/Y向纤维束,在预制体纤维体积分数达到50%时,呈轻微的反半圆形状,纤维体积分数达到52.5%时,纤维束截面近似呈矩形;X/Y向纤维束沿轴向截面观测结果显示,在A区域和B区域的纤维束轴向截面形貌分别形成反鼓形和鼓形结构,沿着纤维束轴向交替重复出现,且随着压实载荷的增加,制件纤维体积分数提高,该特征更加明显。通过分析碳纤维预制体细观结构特征,得出宏观压实致密化程度对预制体细观结构的影响规律,为预测复合材料性能提供了参考。

加锚岩体的三维复合单元模型研究

首先提出了复合单元的概念,然后将其应用于建立砂浆固结锚杆的分析模型。该模型考虑了岩体、砂浆、锚杆、岩体/砂浆接触面、砂浆/锚杆接触面等多重介质。借助阶谱的概念,复合单元可以纳入常规有限单元法分析中去。当某单元不含锚杆时,即退化为常规有限单元。应用该模型进行加固布设优化分析,当单元内锚杆的数量与方向改变时,计算网格无需变化,从而为大规模三维复杂结构计算分析的前处理提供较大便利。模型在有限单元软件CORE3中实现。并提供了计算实例。

髋关节假体的三维有限元分析与材料结构设计

我们设计了具有复合结构的假体模型,采用ANSYS软件对髋关节假体进行了静态三维有限元分析,对比了材料的弹性模量、泊松比及复合结构半径比对假体应力分布的影响,通过对假体受到的正应力、剪切应力和合力情况的综合分析,提出了假体设计的新方案,即采用复合结构,使用模量低、泊松比大的外层材料和有足够力学性能的内层材料,并尽量增大复合结构的半径比。

三维打印制备钛/羟基磷灰石复合体及功能梯度材料

背景:传统压模成形法制备的钛/羟基磷灰石复合材料结构简单,自动化程度较低,难以控制材料的孔隙率及孔径,不能满足多样化需求。目的:评价三维打印成型技术制备钛/羟基磷灰石复合体及功能梯度材料的可行性。方法:设计钛/羟基磷灰石复合体为直径25mm、高度15mm的圆柱体,功能梯度材料为直径25mm,上层5mm的钛粉末层,下层5mm钛/羟基磷灰石粉末层的圆柱体CAD模型。利用三维打印技术制备钛/羟基磷灰石复合体及功能梯度材料并进行烧结。观察烧结完成后钛/羟基磷灰石复合体和钛/羟基磷灰石功能梯度材料的显微结构,并行X射线衍射分析和抗压强度检测。结果与结论:烧结后的钛/羟基磷灰石复合体及功能梯度材料试件均匀无收缩和变形。钛/羟基磷灰石复合体形成紧密结晶体,孔径为50-150μm。钛和羟基磷灰石在烧结中发生了化学反应,生成物包含Ca3(PO4)2、CaTiO3、TiO2和CaO,其抗压强度为(184.3±27.1)MPa。烧结后钛/羟基磷灰石功能梯度材料在微观结构下可见不同材料间较为清晰的分界线,具有梯度结构。表明三维打印技术制备钛/羟基磷灰石复合体及功能梯度材料的微观结构和力学性能可满足医用生物植入材料的要求。

基于微胞体划分的三维编织复合材料有效力学性能分析

对三维编织复合材料的编织工艺和材料细观结构进行了深入的分析,提出一种微胞体划分技术,细观结构复杂的单胞体被划分为两类结构简单的微胞体有规则的集合;对每类微胞体分别求出其各自的等效弹性性能,不同的微胞体在有限元分析中被认为是不同的均质材料,建立了基于微胞体划分技术下的三维有限元分析方法;对三维四步1×1矩形编织复合材料的有效力学性能进行了预测,结果与实验吻合较好。

漫谈蛋白酶复合体

蛋白酶复合体又称为蛋白酶体或多催化功能蛋白酶,是真核细胞中主要的蛋白质降解系统。本文概述了蛋白酶复合体的结构组成和作用机理,展望了蛋白酶复合体的应用前景。

英国“蛋白质工程”的研究概况

在当今世界上蛋白质已被广泛开发和应用,如多肽激素用于治疗,抗体用于诊断、药剂传送及体内肿瘤成像;酶的用途则更广,用作洗衣粉添加剂、食品加工的催化剂,另外在啤酒酿造、精细化学工业和药剂工业中均有应用。

三维机织复合材料力学性能研究进展

三维机织复合材料具有结构可设计性强、复杂构件整体近净成型、冲击损伤容限高等优点,成为航空航天领域新材料研制关注的重点。近年来,三维机织复合材料的结构设计、细观建模、性能分析等得到了快速的发展,并取得了实质性成果。多轴向机织结构的开发,精细化建模研究,自动化连续生产是三维机织复合材料的发展趋势。本文介绍了典型的三维机织预制体的结构特点,对比分析了不同预制体结构的三维机织复合材料的准静态力学性能,回顾了三维机织复合材料的细观结构建模、理论分析和数值模拟等方面的研究进展,列举了三维机织复合材料在航空航天领域的典型应用,为三维机织复合材料应用研究提供参考。

回转结构预制体柔性针刺成型系统设计

针对现有异型针刺成型装备专用性强,难以适应小批量、多品种回转结构复合材料预制体的针刺成型要求的问题,提出一种复合材料回转预制体柔性针刺成型系统。根据回转预制体的针刺成型特性,提出采用四轴联动的针刺机运动机构和气动针刺头构型,基于可编程控制器(PLC)和触摸屏,设计了柔性针刺成型控制系统,并进行实验验证。实验结果表明:针刺实验针迹和模拟针迹高度一致,证明了四轴柔性针刺系统的可行性,该系统可以实现回转预制体的针刺成型;通过采用单气缸新型针刺头,针刺频率达到110次/min,针刺效率比现有的双气缸针刺头提高了1倍。

三维机织预制体增密速率分析

研究了三维机织预制体孔隙结构对CVI及树脂浸渍增密速率的影响,并利用偏光显微镜和电镜对三维机织微观结构进行观察。结果发现,三向正交机织(SZJ)预制体由于孔隙分布较窄,且气孔平直,使其致密化速度较快;角联锁机织(JLS)预制体由于经纬交织成网状结构,孔隙分布较宽,且气孔弯曲,使其致密化速度较慢。在偏振光下观察,二者虽然都获得粗糙层结构热解炭,但微观结构仍存在差别,三维角联锁C/C复合材料与三向正交C/C复合材料比较,前者消光角大,形貌更为粗糙,更富有层次感。