上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室吴更教授与武汉大学王连荣、陈实教授团队合作，揭示了细菌DNA硫化修饰中催化第一步反应的半胱氨酸脱硫酶发生构象变化，使其活性位点半胱氨酸朝向底物半胱氨酸移动5.5埃以发起攻击的催化机制。最新研究成果以“Structural Analysis of an L-Cysteine Desulfurase from an Ssp DNA Phosphorothioation System”为题发表在《mBio》杂志上。刘立琼等为第一作者，吴更、王连荣为通讯作者，上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室为第一单位。本文是团队自2018年Nature Communications上发表的细菌采用SBD结构域识别硫化修饰DNA的结构机理及2020年Nature Microbiology上发表的II型DNA硫化修饰系统的SspB、SspE晶体结构的延续和扩展。 在细菌的DNA硫化修饰（不管是早先发现的Dnd修饰系统还是新近发现的Ssp修饰系统）途径中，都由一个半胱氨酸脱硫酶催化第一步的反应，即半胱氨酸脱硫酶的活性位点半胱氨酸对底物半胱氨酸上的硫原子发起亲核攻击反应，将活化的硫原子转移到半胱氨酸脱硫酶的活性位点半胱氨酸上，以进行后续的将硫原子加进DNA的反应。2020年4月初团队在Nature Microbiology上发表的文章“SspABCD-SspE is a phosphorothioation-sensing bacterial defense system with broad antiphage activities”，从探索海洋弧菌的高频单链磷硫酰化修饰入手，通过比较基因组学和分子遗传学手段，鉴定出以SspABCD为修饰元、SspE为限制元的单链磷硫酰化限制-修饰系统。该系统与之前发现的磷硫酰化（以DndABCDE为修饰元以产生双链DNA磷硫酰化、DndFGH为限制元）的Dnd系统均迥然不同，并首次阐明了细菌磷硫酰化限制-修饰系统赋予宿主抑制噬菌体入侵的能力。同时，通过结构生物学和生物化学手段，解析了SspB蛋白的晶体结构，揭示其两个保守motif的关键残基对其DNA缺刻酶活性非常重要；解析了SspE蛋白的晶体结构，发现其N端结构域有依赖于DNA磷硫酰化修饰的NTP水解酶活性，而其C端结构域有DNA缺刻酶活性，从而阐明了该系统DNA磷硫酰化修饰与限制两部分功能耦合的分子机理。研究还发现SspABCD作为修饰蛋白在宿主基因组DNA上产生磷硫酰化修饰，SspE作为限制元能够感应基因组DNA上的磷硫酰化修饰从而区别宿主自身与外源的遗传物质，并利用其核酸酶活性对入侵噬菌体的DNA进行大范围的缺刻，从而抑制噬菌体DNA的复制。 本研究解析了新发现的II型DNA硫化修饰系统中的半胱氨酸脱硫酶SspA（来源于弧菌）与底物半胱氨酸的复合物晶体结构，分辨率为1.8埃。结构揭示SspA通过其天冬酰胺N150和精氨酸R340残基来识别底物半胱氨酸，如果将这两个残基突变则会严重破坏细菌的DNA硫化修饰。在结构中，SspA的活性位点半胱氨酸C314与底物半胱氨酸的距离长达8.9埃，这就产生了一个有趣的问题——SspA是怎么催化脱硫反应的？通过计算机分子动力学模拟，作者发现SspA的活性位点半胱氨酸C314在催化过程中向底物半胱氨酸移动了5.5埃，从而把它们之间的距离缩短到便于发生反应的范围内。本研究通过简正模式分析，发现弧菌的SspA、大肠杆菌的IscS、链霉菌的DndA（这两个都是I型DNA硫化修饰系统的）的活性位点半胱氨酸虽然处在不同的相对位置和不同的二级结构上，但都有着向各自的底物半胱氨酸的运动。 本研究进一步通过在上海光源BL19U2生物小角X射线散射（简称SAXS）线站收集的数据，从头搭建了SspA在溶液中结构的分子模型。发现SspA在溶液中的结构与分子动力学模拟后SspA的结构更为接近，它们之间的SAXS数据的χ2偏差只有1.04埃，远低于从SspA的晶体结构推算出的SAXS数据之间的χ2偏差3.70埃。这从实验上证实了前述的计算机分子动力学模拟和简正模式分析的结果。 弧菌SspA的活性位点半胱氨酸在催化过程中，活性位点半胱氨酸朝向底物半胱氨酸移动了5.5埃的距离 （A）分子动力学模拟  （B）简正模式分析   （C）小角X射线散射实验数据与晶体结构经过分子动力学模拟后的结果和晶体结构的比较   本研究通过X射线晶体结构解析、分子动力学模拟、小角X射线散射等多种研究手段的结合，揭示了细菌DNA硫化修饰这一神奇现象中催化关键的第一步半胱氨酸底物脱硫反应的酶的催化机理，解答了半胱氨酸脱硫酶家族是如何克服活性位点半胱氨酸与底物半胱氨酸之间很长的距离这一长期悬而未决的问题，使人们对于细菌DNA硫化修饰的认识和理解又前进了一步。该研究获国家自然科学基金（31872627、31670106）的支持。​​​​

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产品详细介绍   前言：植物病害是严重危害农业生产的自然灾害之一。根据联合国粮农组织估计，全世界的粮食和棉花生产因病害常年损失在10%以上。植物病害不仅可引起农作物产量的减少，而且在一定程度上还严重威胁到农产品的质量安全及其国际贸易。历史上有很多因植物病害的大面积爆发和流行给人类带来重大灾难的事件，著名的"爱尔兰大饥荒"，即1845年由于马铃薯晚疫病的严重流行危害而造成"饿殍遍地及流离失所"的重大案例。植物病虫害同样严重威胁人类宝贵的森林资源。林业病虫害被称为无烟的森林火灾,林业专家提醒林业有关部门和林农要加强虫情监测,早发现早防治,把病虫害对林木的危害程度降到最低,以确保森林植被的健康发展。   细菌、真菌和病毒是引起蔬菜、水果、小麦、玉米、水稻、大豆等农作物及林木，花卉等病害的主要原因。这些病害微生物一般通过茎、叶、根系、果实等侵染植物，大部分病害在染病初期虽能较易防治，但一般不易被人察觉，病害一旦发生，防治不仅困难而且效果较差，致使农作物减产，甚至绝收。如何在病害发病初期进行检测和及时防治，对防治病害的发生尤为重要。  3R Anyty研制开发的植物病虫害现场检测设备-----便携式显微镜，产品小巧便携、内置锂电可以突破传统光学显微镜使用空间局限性，在田间林场对病虫害现场检测、现场分析，确认病因，为病虫害防治赢得宝贵时间，将病虫害的危害程度降到最低！　　Anyty便携式显微镜3R-WM401PVTV/3R-WM601PCTV，独创显微镜及显示屏无线数据连接，无需任何电脑等辅助设备即可现场检测，显微镜观测的画面直接转化为数字信号，将各种植株上的病表，虫害，病菌,真菌,灰酶等病虫害直接在无线显示屏上成像，快速分析判断各种作物病虫害的种类，确诊病因,对症下药，还可以拍照、录像储存观测数据，为如何防治病虫害及科学用药提供了科学合理的理论依据.产品规格：　　●产品型号：3R-WM401PCTV　　●产品品牌：Anyty（艾尼提）　　●电脑操作系统：视窗XPSP2或Vista或WIN7以上　　●产品接口：USB2.0　　●光学芯片：CMOS35万象素　　●照片象素：720x480,640x480,320x240　　●颜色：24bitRGB　　●光学镜头：双轴27倍&100倍显微镜头　　●手动调焦范围：8毫米到300毫米　　●放大倍数：10倍到200倍　　●自动白平衡.　　●自动曝光　　●光源：内置8个可调暖白发光灯　　●有无偏光\滤光功能：无　　●电源：5V电脑USB电源　　●尺寸：13.5厘米(长)x3.6厘米(直径)　　●无线传输距离：不小于5米（无障碍）　　●锂电池特征：　　●完全充电时间：3小时左右，可持续工作时间：5小时左右,寿命：完全充放电500次。　　●无线功率：10mW　　●4个频道可供切换专用液晶TV显示屏：　　显示屏尺寸：3.5TFT-LCD　　解析度：960×240分辨率　　传输频率：2414MHz.2432MHz.2450MHz.2468MHz（兆赫）　　充电时间：3小时　　工作时间：2小时　　视频大小：2700字节/分钟　　外形尺寸：100×70×25毫米　　重量：140g

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近日，东南大学脑科学与智能技术研究院在神经元自动追踪算法基准测试与性能预测方面取得重要研究进展。

太平洋水经过白令海峡进入北冰洋，同时带来淡水和营养物质，对于北冰洋的温盐结构和生态系统有重要意义。