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关于蛋白质机器动力学的研究
泛素-蛋白酶体体系(Ubiquitin-Proteasome System,简称UPS)是细胞内最重要的蛋白质降解通路,对维持生物体内蛋白质的浓度平衡,以及对调控蛋白、错误折叠或受到损伤的蛋白的快速降解起着至关重要的作用,参与了细胞周期、基因表达调控等多种细胞进程,由UPS失常引发的蛋白质新陈代谢异常与众多人类重大疾病直接相关。2004年,Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科学家被授予了诺贝尔化学奖,以表彰他们对该降解通路的发现。UPS中蛋白酶体是细胞中最基本的、最重要的不可或缺的、最为复杂的大型全酶超分子复合机器之一,人源蛋白酶体全酶包含至少33种不同的亚基,总原子质量约为2.5MDa。美国FDA批准的多种治疗癌症的药物分子即以蛋白酶体为直接靶标。近年来,随着冷冻电镜技术的发展和应用,人们对这一大分子机器的结构和功能研究得以不断深入。2016年,毛有东课题组与合作者报道了人源蛋白酶体基态的3.6Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象,并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒(Core Particle,简称CP)底物转运通道处于开放状态(见PNAS 2016, 113: 12991-12996)。2018年4月,该课题组又报道了6个ATPγS结合状态下的26S动态结构,包括三个CP开放态对应的亚稳简并态近原子分辨(4~5Å)结构(见Nature Communications 2018, 9: 1360)。尽管这些工作揭示了蛋白酶体的基本架构和内在运动行为,但由于缺乏蛋白酶体与底物之间的相互作用,人们对于蛋白酶体如何实现底物降解的原子水平工作机制仍一无所知。此外,尽管冷冻电镜技术近年来广泛应用于分析具有动态特征的蛋白复合体结构和平衡态构象,但对其中间态结构和非平衡构象分析的分辨率水平往往局限在4~6埃或更低,离真正的全原子水平动力学分析还有相当一段距离。 为了真正实现原子水平的蛋白酶体底物降解动态过程的冷冻电镜三维重建和动力学表征,毛有东课题组攻克了两大技术难题。其一,如何在蛋白酶体完成底物降解之前抓到它的所有可能的中间态构象?课题组发展了一种新颖的核酸置换法,利用ATPγS降低AAA-ATPase激酶水解活性的特点,在底物降解中间过程,通过将ATP快速置换成ATPγS,结合快速冷冻的优势,从而扑捉到蛋白酶体在底物降解过程的中间态。其二,如何在从冷冻电镜数据中分析出更多构象的同时,还把分辨率做到3埃甚至更好?课题组通过多年持续努力,发展了多种基于人工智能和机器学习的冷冻电镜图像聚类的新型算法,并针对蛋白酶体的动力学特征,设计了一套极其有效的整合了多种算法的多构象分类流程。通过这两套技术方案的完美结合,课题组成功解析了人源蛋白酶体在降解底物过程中的七种不同的、但差别甚微的、高分辨原子水平的天然态构象(Native states),完整展示了蛋白酶体从泛素结合到去泛素化,再到底物转运的动态过程。与同期在Science上发表的与底物结合的酵母蛋白酶体的4.2-4.7埃冷冻电镜结构(Science doi: 10.1126/science.aav0725,来自加州伯克利分校和Scripps研究所)相比,该Nature论文不仅总构象数量多一倍,全部构象分辨率还高1-2埃。由于Science论文采用了抑制Rpn11去泛素活性的策略,其非天然态结构中底物并不能真正自由转运,所推测的机理仅限于底物转运这一步,对于其他三大Nature论文所回答重要问题均无法给出答案。这体现了该Nature论文不仅在实验方法的原创性上和数据分析水平和质量上,更在科学发现和问题探究的深度和广度上大幅超越了来自Science的竞争性论文。图一 七个利用冷冻电镜解析的精细原子结构完整揭示了从泛素识别、去泛素化反应、转运启动和持续降解的核心功能动态过程。 作为整个蛋白酶体的动力来源与运转核心,AAA-ATPase激酶分子马达展现出了三种不同的核苷酸水解协作模式,6个ATPase亚基协调工作,交替与底物发生相互作用。在去泛素化过程(EB态)中,处于对立位置的两个ATPase亚基Rpt2与Rpt4水解ATP,而Rpt5与Rpt6则释放ADP,ATPase内的底物转运通道被打开,使得底物可以进入轴心通道;与此同时,去泛素化酶Rpn11亚基与泛素及底物发生相互作用,执行其作为去泛素化酶的功能;在转运起始过程(EC态)中,相邻的两个ATPase亚基Rpt1与Rpt5会同时水解ATP,调控颗粒(Regulatory Particle,简称RP)发生大规模转动并释放泛素;在底物去折叠与转运过程(ED态)中,三个相邻的ATPase亚基会分别同步进行ATP的结合、ADP的释放与ATP的水解,这一过程会单向传递下去,将ATP水解释放的化学能转换为机械能,使得相应的ATPase亚基发生刚体转动,推动底物的去折叠和单向输运,同时CP的转运通道入口打开,底物被送入通道中进行降解。这些研究结果为几十年来对蛋白酶体功能的研究提供了宝贵的第一手原子结构和动力学信息,对于理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的ATPase马达分子的一般工作原理具有极为重要的科学意义。
北京大学 2021-04-11
模块化作物机械力学特性测量仪
本实用新型涉及力学测定领域,尤其是一种模块化作物机械力学特性测量仪。包括测力系统模块1、支撑模块和推拉件模块,测力系统模块固定在支撑模块上,推拉件模块与测力系统模块的底部连接,测力系统模块和推拉件模块的连接处设置力传感器;所述测力系统模块包括螺杆Ⅰ、固定螺塞、活动螺塞和螺杆Ⅱ,螺杆Ⅰ设置在固定螺塞内,螺杆Ⅰ与固定螺塞之间形成螺旋副,螺杆Ⅰ的中心设有孔,螺杆Ⅱ设置在螺杆Ⅰ的中心孔内,螺杆Ⅰ与螺杆Ⅱ之间形成螺旋副,螺杆Ⅱ的底部连接有活动螺塞,螺杆Ⅱ与活动螺塞之间形成螺旋副,活动螺塞的底部与推拉件模块连接,活动螺塞与推拉件模块的连接处设有力传感器。其模块化设计理念,可装可卸,多用途使用,采用开速进给及精细调整结合,便于人工操作,数据测量准确,结构简单,收方自如,使用方便。
青岛农业大学 2021-04-13
流化床气化炉动力学模型
项目简介 煤气化技术因其在成本、环保等方面的优良性能,在电力工业、化学品生产、燃气工业 等领域获得了广泛的应用,而大型化的煤气炉是工业应用取得成功的前提,建立准确的煤气 化炉动力学数学模型是研究气化炉放大的有效手段之一。本模型为三维流化床气化炉动力学 模型,处于国际国内领先水平。 项目特点 本模型以 Fluent 软件为平台,采用双欧拉气固流动模型结合颗粒动力学理论计算流化 床的流场,在此基础上加入化学反应模块从而建立了气化炉整体反应动力学模型,得到了气 体和颗粒的速度场、反应物及生成物的浓度场、温度场、化学反应速率场、压力的分布及脉 动等信息。 项目前景 本模型可以为研究流化床气化炉的放大提供有效手段,节省大量资金,且可以对试验工 况进行优化,为工况的选择提供参考。 流程图: 
南京工程学院 2021-04-13
汽车空气动力学减阻控制
针对我国目前巨大的汽车燃油消耗和大量尾气排放带来的环境污染等问题,分别对高、低阻Ahmed车模的复杂绕流进行了系统研究,提出了完整的流动结构概念模型。研发了在汽车尾部基于多个定常微射流吹气的联合控制,在高阻车模上获得了高达29%的减阻效果,远远超越所有国内外其它团队所能取得的减阻量,并揭示了相关减阻机理。研究成果发表于流体力学顶级期刊 Journal of Fluid Mechanics。潜在的重要应用亦不言而喻。
哈尔滨工业大学 2021-04-14
复杂网络演化动力学分析与控制
 随着人类社会的日益网络化,使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域,开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究,主要学术贡献包括:1)率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2)提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3)提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4)揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述(2003)、发起组织首届全国复杂网络论坛(2004)、出版国内首部系统阐述网络科学的著作(2006)和国际上首部牵制控制英文专著(2013);曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖(2005)、上海市自然科学一等奖(2008)和2项国家杰出青年科学基金(2002、2014)。图1-复杂网络示例及其主要特征图2-基于虚拟控制原理的复杂网络牵制控制示意图3-局域世界网络演化模型的桥梁作用
上海交通大学 2021-04-13
复杂网络演化动力学分析与控制
随着人类社会的日益网络化,使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域,开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究,主要学术贡献包括:1)率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2)提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3)提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4)揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述(2003)、发起组织首届全国复杂网络论坛(2004)、出版国内首部系统阐述网络科学的著作(2006)和国际上首部牵制控制英文专著(2013);曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖(2005)、上海市自然科学一等奖(2008)和2项国家杰出青年科学基金(2002、2014)。
上海交通大学 2021-04-13
雷电流测试关键技术及系列测试设备
本项目在西安交通大学电力电子专用设备研究所成功转化,本项目围绕雷电效应测试所涉及的高性能开关、控制、测量及设备集成等关键技术进行研究,开发了 30 余种雷电效应系类测试设备,其核心器件及设备的性能指标达到国际领先水平,解决了是电力输配电、航空航天器等的雷电流测试与防护难题,在国家检测中心、电网公司、华为、中国商飞公司等 200 余家科研院所和企业推广应用,并出口美国、瑞典、泰国等地,产生了显著的经济和社会效益,提高了我国雷电效应测试设备的国际竞争力,促进电力输配电、电子与通信、航空航天领域的发展,并带动其它相关行业的技术进步。
西安交通大学 2021-04-11
材料磁阻测试霍尔效应测试 电输运性质系统
材料磁阻测试霍尔效应测试 电输运性质系统  您也可以在淘宝网首页搜索“锦正茂科技”,就能看到我们的企业店铺,联系更加方便快速! TESTIK-9系列电输运性质测试系统是集霍尔效应、磁阻、变温电阻、I-V特性等测试于一体的全自动化测试系统。系统考虑了集成一体性、屏蔽防干扰能力和操作人性化等用户经常忽略的问题,选取了美国Keithley的电测量仪表,磁场根据用户需要采用电磁铁或无液氦超导磁体,配备灵巧的测量样品杆和快速插拔样品卡,加上全自动化的专用测试软件,能让用户快速方便地进行电输运测试,并获得准确可靠的数据。此外,TESTIK-9系列还有多种高低温温度环境选件。TESTIK-9系列电输运性质测试系统是广大科研工作者对材料进行电输运性质研究的理想选择。 您也可以在淘宝网首页搜索“锦正茂科技”,就能看到我们的企业店铺,联系更加方便快速! 材料磁阻测试霍尔效应测试 电输运性质系统   您也可以在淘宝网首页搜索“锦正茂科技”,就能看到我们的企业店铺,联系更加方便快速! 系统功能: 可以进行霍尔效应、R-H特性、R-T特性和I-V特性的测量,可得出参数:方块电阻、电阻率、霍尔系数、霍尔迁移率、载流子浓度和导电类型,可绘制以上参数随温度或磁场的变化曲线。 可绘制曲线: I-V特性—不同磁场和不同温度下的I-V特性曲线; R-H特性-固定温度,电阻随着磁场变化的特性曲线; R-T特性—固定磁场,电阻随着温度变化的特性曲线。 作为北京高科技企业,锦正科技以现代高科技产业和传统产业为核心业务,对内承接科研生产任务,对外以商务平台方式实现军民两用技术成果转换,形成了科学管理的现代化经营模式,专门从事物理、化学和材料等领域的科学仪器研发、销售各类型超低温测试设备(液氮 液氦)制冷机系统集成 ,定制 ,高低温真空磁场发生系统,Helmholtz线圈(全套解决方案),电磁铁(全系列支持定制),螺线管,电子*(高稳定性双极性磁铁恒流电源1ppm),高低温磁场真空探针台,霍尔测试系统,电输运测量解决方案,磁光克尔效应测量系统等产品种类齐全,性能可靠,至今已有近10余年的历史,是国内(较早)生产探针台,电输运,电磁铁的厂家之一。 锦正茂始终秉承“诚信、合作、创造、共赢”的经营理念,将现代化管理技术引入到产品生产与管理中,通过新的军民融合平台建设,形成具有一定市场竞争优势的高科技企业;其次,公司逐步形成以现代化高科技产业化带动企业价值增张的商业模式,坚持“与时俱进,科技创新”的思路,彰显业务的核心优势,共创新的战略制高点。  
北京锦正茂科技有限公司 2022-06-08
一种适用于水下声发射燃速测试系统的液压装置
本发明属于水下声发射燃速测试相关技术领域,其公开了一种 适用于水下声发射燃速测试系统的液压装置,所述液压装置包括增压 系统,所述增压系统包括增压组件,所述增压组件包括一次通过管道 相连接的油箱、柱塞泵、第二单向阀、压油精滤器、第一比例减压阀、 第二电磁换向阀、水增压器、不锈钢高压水阀及燃烧室、连接于所述 柱塞泵的变频电机及连接于所述水增压器的水箱;所述水增压器包括 两个串联的等径、同心、共用一个活塞杆的液压缸,两个液压缸分别 为液压油入口液压缸及出口液压缸,所述液压油入口液压缸连接于所 述第二电磁换
华中科技大学 2021-04-14
体育考试测试仪、体育中考测试系统、中考
产品详细介绍体育考试测试仪、体育中考测试系统、中考体育考试测试仪、体育中考测试系统、中考体育考试测试仪、体育中考测试系统、中考体育考试测试仪、体育中考测试系统、中考
广州市恒康佳业教育科技有限公司 2021-08-23
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