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有关冷冻电镜解析的人源蛋白酶体26S全酶高分辨三维动态结构的研究
蛋白酶体是细胞中用来调控特定蛋白质的浓度和清除错误折叠蛋白质的主要机制的核心组成部分，是细胞中最普遍的不可或缺的大型全酶超分子复合机器之一，也是迄今为止发现的最大的蛋白降解机器。人源蛋白酶体全酶包含至少64个亚基，由盖子 (Lid)和基座(Base)亚复合体组成的调控颗粒RP(Regulatory Particle)所激活。2016年，该课题组与其合作者在《美国科学院院刊》报道了人源蛋白酶体的基态近原子分辨的冷冻电镜结构，以及三个亚纳米分辨的RP-CP亚复合体亚稳或过渡态的共存结构，并首次发现其中一个亚稳态构象的CP的底物转运通道处于开放状态（见PNAS 2016, 113: 12991-12996）。这一发现被德国马普所Baumeister课题组及其合作者在2017年的一篇《美国科学院院刊》论文中通过酵母蛋白酶体全酶的冷冻电镜亚纳米精度分析进一步证实、引用和比较（见PNAS 2017, 114, 1305-1310）。然而，在这些工作中，CP开放态的全酶结构离近原子分辨还有较大距离，未能充分揭示人源蛋白酶体全酶的激活后的运动行为。毛有东、欧阳颀课题组及其合作者在前期工作的基础上，利用他们自主开发的基于统计流行算法的高性能计算软件ROME（见PLoS ONE 2017, 12:e0182130）与优化的冷冻电镜处理方法，对ATP-γS结合状态下的人源蛋白酶体的全酶冷冻电镜单颗粒数据展开了深入分析，得到了6个共存的动态结构，其中包括3.6埃分辨率的基态结构，3.5埃的开放态CP结构，和三个CP开放态对应的亚稳简并态全酶4.2埃，4.3埃和4.9埃的结构。另外两个中间态结构分辨率为7.0埃和5.8埃。三个CP开放态对应的全酶结构的主要差别在于位于RP的AAA-ATPase激酶马达模块，伴随其不同的构象变化，至少有四个ATP-γS分子稳定结合在不同的AAA-ATPase亚基上，为其在不同核酸结合状态下形成的非稳定动态构象提供了重要证据。该研究首次观察到位于AAA-ATPase激酶马达模块中心的底物转运通道呈现从螺旋到鞍形不同的拓扑结构变化，为进一步分析底物和蛋白酶体全酶的相互作用奠定了重要基础。人源蛋白酶体全酶AAA-ATPase马达模块中心的底物转运通道发生大幅度的拓扑变构
北京大学
2021-04-11
基于聚焦离子束－扫描电子显微镜双束的材料微纳结构精确三维重构技术
基于聚焦离子束－扫描电子显微镜双束(FIB-SEM)的切割－扫描操作, 能够使材料的微纳结构在三维空间的精确重构得以实现。经过多年经验的积累，已开发出一套针对拥有复杂微纳结构的金属陶瓷复合材料进行三维重构的技术解决方案。该技术在固体氧化物燃料电池领域，为固体多孔电极材料的微纳尺度精确定量分析提供了有力的技术支持。作为本领域的知名专家,美国西北工业大学的 Scott A. Barnett 教授曾在国际 SOFC 领域规模最大的年会 International Symposium on SOFC 中重
哈尔滨工业大学
2021-04-14
整车动力总成优化匹配和设计
整车的动力总成的性能优化不仅涉及到整车的结构设计、发动机整体性能（整个运 行范围）的优化，而且更重要的是动力系（发动机）和传动系（整车）的优化匹配。过 去，在整车开发中往往忽略了这个关键部分：或没有引起足够的重视，或没有实现同步 开发；没有合适的评判体系（尤其是综合评判），试验和模拟计算以及设计不能协调等 等。所以，整车动力总成的性能达不到最佳状态。 本项目从 1996 年开始，经过 10 余年的研究，建立了动力总成的综合评价体系，进 行了模拟计算（商用软件）与试验技术（试验台架和方法、国家标准等）协调性的研究， 收集、整理了动力总成设计的国家和企业标准，建立了较完善的、可行的、具有实用价 值的整车动力总成开发体系，先后完成了国内 4 个公司委托的科研项目。 本项目提出的“整车动力总成综合评价体系”经与企业合作的科研项目实用验证， 证明对提高动力总成的综合性能是有理论意义和实用价值的。 本项目的部分研究成果 “整车动力总成综合性能评价体系构建、模拟计算和试验的协 调以及在整车开发中的应用“获得 2006 年汽车行业科技成果二等奖。
同济大学
2021-04-13
履带式车辆动态性能匹配
这里所讲的履带式车辆动态性能匹配，是指履带式车辆机械及液压传动动力特性及 热特性仿真与分析系统；是应用系统动力学方法及系统工程方法，整合传统底盘理论、 液压液力传动理论、地面力学理论及传热学等多个学科，发展而出的一种针对工程机械 或越野式车辆动力性能的综合性系统理论体系，此理论体系可根据车辆各传动元件参数 及行驶环境特征，定量得出其性能的动态化表现以及各传动环节的能量消耗和发热量， 可实现以下功能： 夹具 干涉 1． 可分析车辆行驶各瞬态和稳态时的性能表现，在产品设计阶段就可实现其性能 的预测； 2． 可对车辆在不同工况、不同路面环境下进行性能评价，在一定程度上指导车辆 元件针对不同路面环境的匹配方案； 3． 可实现对车辆冷却要求的定量化表述，指导各车辆传动环节的散热冷却系统匹 配设计。 此理论体系还可进一步发展为车辆元件匹配优化方法，机电一体化控制基本模型等， 支持工程机械和越野式车辆未来的智能化和节能化发展。 1．模块化：模型建立由模块拼接，可适应多种不同车辆机型的分析，极大地提升 了系统的覆盖面。 2．动态化：模型描述了车辆中个元件的惯性（质量、转动惯量等）及弹性（弹簧、 液容等），可描述动态工作过程。因此可接受动态载荷输入，以适应工况负荷变化时车 辆性能的研究。 与已有的动态仿真模型相比，本分析系统具有以下优点： 1． 多物理形态：体系中综合了原动机（柴油机），机械传动系统（变速箱，车桥， 履带驱动），液压传动系统（泵，管路，马达，缸），液力传动系统（变矩器），热系统 （冷却循环，散热器）多个方面的研究成果，综合性强，有效满足大系统分析需要。 2． 对环境开放式：结合大气温度，地面特性等外界环境，可分析同种机型在不同 环境下的性能反应，对于车辆适应性的提高可起到促进作用。 3． 功率损耗性能评价：可分析功率在传输过程中的损耗，进而获得对车辆性能的 评价方法，更科学的评价车辆产品的匹配合理性。 4． 机-热系统统一的热平衡解决方案：机械-热系统一体化模型，工程化应用了传 热学的相关成果，可实现对车辆冷却要求的定量化表述，指导各传动环节的散热冷却系 统设计。
同济大学
2021-04-13
精准匹配搏动式人工心脏
精准匹配搏动式人工心脏利用快速精密驱动技术、血液破坏流场优化设计和无传感器定位技术等设计制作的一种搏动式人工心脏辅助装置（包含有搏动式血泵、控制器等），可帮助衰竭心脏提供人体所需要的搏动血流。
精准匹配搏动式人工心脏主要用于心脏外科领域，治疗严重的心脏病。具体的用途有：对心脏直视手术后严重的低心排出量综合症，帮助心脏稳定患者的血流动力学；在急性心肌梗死并发心源性休克时，利用与自然心脏的反博改善心肌供血，为进一步的手术治疗赢得时间；对需要进行心脏移植的病人提供过渡桥梁，同时因为可实现与自然心脏的精准匹配辅助，有望增加心衰患者心功能恢复的机会，有减少心脏移植需要的可能。
本装置已取得多件国家发明专利，在电机驱动、结构设计等多方面取得重要进展。
上海交通大学
2021-04-13
一种通过牙颌石膏模型CT数据和牙颌的全景透视图重建全牙的三维模型方法
本发明提供了一种通过牙颌石膏模型CT数据和牙颌的全景透视图重建全牙的三维模型方法，它采用以下技术方案：使用口腔专用锥形束CT(CBCT)扫描牙颌石膏模型，获得石膏牙模CT数据；对石膏牙模CT数据进行三维重建，获得牙颌的三维几何模型；提取牙冠的三维几何模型；提取全景透视图上牙齿侧面轮廓信息，结合牙冠模型生成牙根的三维几何模型；组合牙冠和牙根的三维几何模型为全牙三维模型。本发明可以在全景透视图只有牙齿侧面轮廓的二维信息的基础上，根据CT数据中牙冠部分的三维几何信息，生成全牙的三维几何数字化模型。本发明能应用于全景透视图中的每一颗牙齿，生成带有精确牙列的牙颌模型，可以应用于牙颌正畸矫正、计算机模拟排牙。
浙江大学
2021-04-11
南京大学沈群东课题组：芯片热管理变革技术-三维导热网络助力的低碳固态电制冷
随着5G芯片的高速发展，高效和精确的热管理成为重大挑战。经典的被动散热系统利用空气或液体的强制循环将热量递送到外部。
南京大学
2022-10-12
同源染色体间的相互作用模式、三维结构、染色质动态、组蛋白修饰及其对基因表达的影响
该研究利用两个不同品系小鼠杂交获得杂交小鼠，构建杂交小鼠父本与母本的Hi-C、ChIP-seq、RNA-seq等组学数据。根据杂交小鼠的多态位点和小鼠品系特异基因型把杂交小鼠组学数据分成父本来源基因组和母本来源基因组，这样就可以在单倍型水平构建三维基因组和研究基因调控。分析表明，同源染色体具有高度相似的相互作用模式，这种相互作用模式的相似性与其等位基因的共表达水平高度相关。
南方科技大学
2021-04-14
一种具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料制备方法及其产品
本发明公开了一种用于制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料的方法，包括：（a）向浓度为1-4mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入二氧化钛纳米颗粒，其中氧化石墨烯与二氧化钛之间的重量比控制为10:1～1:10，并获得分散液；（b）将所获得的分散液置入反应釜中，在120-200℃的条件下执行水热反应2-12小时，然后经过冷冻干燥处理即得到具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品。本发明还公开了相应的复合材料产品及其特定用途。通过本发明，能够以简单、易于操作并适合大规模生产的方式来制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品，且其所制得的产品具备比表面积大的三维多孔结构，并尤其适用于制作超级电容器或用于执行环境污染处理。
华中科技大学
2021-01-12
以靶标蛋白甾醇14α-脱甲基酶三维结构筛选的小分子化合物及其在制备杀菌剂中的应用
本发明公开了以靶标蛋白甾醇14α‑脱甲基酶三维结构筛选的小分子化合物及其在制备杀菌剂中的应用，所述小分子化合物为((1R,5S)‑3‑((3‑苯基‑1,2,4‑噁二唑‑5‑基)甲基)‑3,4,5,6‑四氢‑1H‑1,5‑甲撑吡啶并[1,2‑a][1,5]二氮环辛‑8(2H)‑酮盐酸盐。本发明通过室内药剂敏感性测定，证明了所述小分子化合物对引起小麦赤霉病害的主要植物病原真菌禾谷镰刀菌具有良好的抑制活
青岛农业大学
2021-01-12