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結瘤因子水解酶在共生過程中的作用
團隊發現了一種結瘤因子水解酶 （MtNFH1），它雖然缺乏幾丁質酶活性，但是能夠特異地水解來自苜蓿中華根瘤菌中的結瘤因子，表明了MtNFH1對于結瘤因子具有更高的偏好性。在這篇文章中，Staehelin教授團隊研究了結瘤因子水解酶（MtNFH1）在共生中的作用。研究發現，當接種苜蓿中華根瘤菌時，結瘤因子水解酶積聚在侵染腔中表達。截形苜蓿結瘤因子水解酶突變體研究發現，在突變體中根瘤菌入侵呈現延遲的現象，說明過量的結瘤因子會抑制侵染線的形成。結瘤實驗研究發現，突變體早期根瘤呈現根瘤肥大和分支狀（二分體或掌狀-珊瑚狀）。同時，根瘤的分支狀表型也分別出現在結瘤因子水解酶過表達植株和野生型植物接種結瘤因子過表達菌株中。因此，結瘤因子水解酶對于結瘤因子濃度的精準調控是根瘤菌入侵根毛以及成熟根瘤形態發生所必需的。
中山大學
2021-04-13
氧化還原酶的發現及其在生物催化中的應用
（1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術平臺。通過理性設計改造野生型酶，改善和強化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產權的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進一步認識酶分子催化機制奠定基礎；
（2）建立了高效穩定全細胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產規模放大和產物的高效提取與精制等重要研究成果。產物光學純度和產率分別達到 99%和 93%。最終產物收率為 85%；
（3）以數種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產物，通過生物催化劑篩選、理性設計催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑。
江南大學
2021-04-11
脂肪酶催化合成生物香料 -- 短鏈香酯技術
本項目從白酒大曲中分離篩選出具有自主知識產權的高效脂肪酶生產菌華根霉，建立了利用華根霉全細胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯為代表的短鏈芳香酯技術體系，并實現了產業化。此方法反應條件溫和、反應特異性強、有毒副產物少、反應效率更高；轉化產物品質高，合成的短鏈的脂肪酸酯主要包括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，屬于天然等同生物香料，具有巨大的市場需求和商業價值。相關技術成果 2006 年獲江蘇省科技進步一等獎，2003 年獲教育部提名國家技術進步二等獎。
江南大學
2021-04-11
植物株型相關蛋白PROG2及其編碼基因與應用
本發明公開了一種植物株系相關蛋白PROG2及其編碼基因與應用。本發明所提供的植物株系相關蛋白PROG2為如下a1)或a2)或a3)：a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白質；a2)在序列表中序列2所示的蛋白質的N端和/或C端連接標簽得到的融合蛋白質；a3)將a1)或a2)所示的蛋白質經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與植物株型相關的蛋白質。實驗證明，植物株系相關蛋白PROG2對調控水稻株型和產量具有非常重要的作用，在培育高產水稻新品種中具有廣闊前景。
中國農業大學
2021-04-11
煤粉體改性大豆蛋白塑料及其制備方法
西安科技大學自 2003 年開始就對蛋白質塑料進行了研究，隨后將超細煤粉作為功能填料引入其中，對不同變質程度的煤、煤的氧化預處理、灰分含量等對復合材料的影響進行了系統性研究。目前此項技術已經成熟，獲批發明專利一項。
西安科技大學
2021-04-11
環境友好大豆蛋白質材料改性開發
由于環境污染的加劇及石油基資源的日益短缺,基于可再生資源的生物材料日益受到重視。大豆蛋白質是豆油產業的副產物,是一種來源豐富的可再生植物資源,也是一類添加增塑劑后可熱塑成型的天然高分子材料。然而,單獨由大豆蛋白質制備的塑料硬且脆,加入小分子增塑劑后,大豆蛋白質熱塑性改善,柔韌性增加,但力學強度較低且對水敏感,限制了其發展和應用。本項目以大豆分離蛋白質(SPI)為主要原料,通過與其他生物可降解材料的共混,以及與納米粒子的復合來得到廉價、加工性良好且力學及防水性能改善的大豆蛋白質環境友好材料。本技術的創新之處在于：(1)制備了鄰苯二甲酸酐改性的大豆蛋白質(PAS)并用其來增強甘油增塑的大豆蛋白質,在不添加任何增容劑的情況下得到了兩相相容性良好、性能改善的大豆蛋白質復合材料,探討填料、基體相似的化學結構與相容性之間的關系；(2)將碳納米管進行酸改性后與大豆蛋白質復合,得到分散性良好、增強效果明顯的納米復合材料,研究酸改性后納米管表面極性的變化對其在基體中的分散以及與基體相容性的影響；(3)在無增塑劑添加的情況下,通過熔融共混制備了全生物降解的SPI/聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混材料,該共混材料在高蛋白質填充量的情況下仍具有較好的韌性和強度；(4)首次通過熔融法制備了SPI/聚乙烯醇(PVA)共混膜材料,制備過程簡單、綠色且產品性能優良；為了進一步改善共混材料的力學性能,繼而在SPI/PVA材料中引入層狀硅酸鹽蒙脫土(MMT),利用SPI/PVA與MMT三者間強的氫鍵作用制備剝離型或插層型納米復合材料,所得材料強度、熱穩定性、防水性提高。
北京化工大學
2021-02-01
解析人類膽汁鹽外排蛋白ABCB11的電鏡結構
中國科學技術大學微尺度物質科學國家研究中心和生命科學與醫學部陳宇星教授、周叢照教授、孫林峰教授課題組合作，利用冷凍電鏡技術解析了人類膽汁鹽外排蛋白ABCB11的近原子分辨率三維結構，為深入理解該類膜蛋白的轉運機制以及其突變引發的致病機理提供了基礎。該研究成果在線發表在《Cell Research》上。研究表明，膽小管上的ABC膜轉運蛋白ABCB11是膽汁鹽外排到膽小管中最重要的蛋白。該蛋白編碼基因突變會導致各種膽汁淤積病癥。自發現該基因的近20多年來，對ABCB11的研究報道持續不斷，但人們對該蛋白轉運膽汁鹽的機理仍然不清楚。作者借助冷凍電鏡技術解析了該蛋白開放狀態下的3.5 ? 高分辨率的三維結構。該蛋白由1321個氨基酸殘基組成，以單體的形式發揮功能。結構上包含兩個彼此靠近的跨膜結構域（TMD）和兩個分開的胞內核算結合結構域（NDB）以及一個N端的α螺旋，整體呈現對肝細胞內開放的構象。根據該結構提供的三維空間信息，作者對臨床上該蛋白的突變體致病機理進行了分析。作者發現，臨床樣本的突變會破壞蛋白質分子內部的相互作用，或者使蛋白錯誤折疊，導致蛋白質轉運功能降低或者完全喪失，最終引發相關疾病。作者還對一系列膽汁鹽以及兩種抑制劑（利福平、格列本脲）的刺激ATP水解活性的進行了驗證，發現利福平和格列本脲以競爭方式抑制該蛋白的活性，這也是服用這類藥物導致肝損傷的主要原因之一。
中國科學技術大學
2021-04-10
一種基于G蛋白偶聯受體構建的融合多肽
神經遞質作為神經元與神經元及神經元與細胞之間溝通的媒介分子，介導了發育、信息感知，運動及大腦的高級認知功能。隨著生化分離純化技術的發展以及人們對大腦精細結構的進一步了解，現如今已發現有幾十種重要的神經遞質。而神經系統在時間和空間上的高度復雜性對研究特定神經遞質的動態變化及其功能提出了極大的挑戰。本項目成功構建了一系列新型的基因編碼的神經遞質熒光探針，可實現對特定神經遞質動態變化的靈敏檢測。該類熒光探針利用大多數已知的神經遞質所對應的特異性G蛋白偶聯受體（GPCR）與循環重排的熒光蛋白（cpGFP）融合，利用循環重排熒光蛋白的熒光強度變化來指示GPCR的激活，進而反應外源神經遞質的濃度變化（圖一）。我們命名該類熒光探針為GRAB探針，即為GPCR Activation Based Sensor的縮寫。
北京大學
2021-02-01
揭示RNA編輯核心蛋白ADAR全轉錄組RNA底物特征
開發了一個高效的捕獲RNA結合蛋白雙鏈RNA底物的建庫測序技術（irCLASH）以及后續的一整套生物信息學分析方法；首次在轉錄組水平上系統地繪制了人類ADAR蛋白的內源雙鏈RNA底物圖譜；揭示了決定ADAR結合效率和編輯效率的底物特征和ADAR結合長雙鏈RNA的體內模型。 該研究利用irCLASH技術系統構建和分析了人類ADAR1、ADAR2及ADAR3的雙鏈RNA底物圖譜，發現與之前根據計算推導的研究設想不同，ADAR具有大量的、長距離的雙鏈RNA底物。該研究發現不完全互補配對的底物與ADAR蛋白也有很好的親和度，特別是ADAR2家族成員。研究還進一步揭示了決定ADAR結合效率和編輯效率的底物特征。irCLASH測序技術及后續的整套生物信息學分析方法的開發為研究雙鏈RNA結合蛋白的內源底物提供了新的工具。同時，該研究揭示的ADAR與底物相互作用及催化特性為研究人員開發高效的RNA編輯工具提供了資源寶庫及改進方向。
中山大學
2021-04-13
關于降低蛋白質藥物免疫源性的研究
蛋白質藥物因其高特異性及高活性，近年來在癌癥、自身免疫病、血友病、糖尿病等多種重大惡疾的治療中愈發重要。然而，蛋白質藥物通常具有較高的免疫原性，容易引發病人免疫應答產生抗藥物抗體（anti-drug antibody, 簡稱ADA）。臨床數據表明即使是人源化的蛋白質藥物也會引起ADA的產生。ADA會使藥物失去其效力，甚至引起嚴重的過敏反應威脅病人的生命安全。通過對蛋白質藥物進行PEG化修飾能夠延長蛋白質的循環時間，并一定程度上降低免疫原性。但近年來動物實驗及臨床證據均表明PEG自身具有可觀的免疫原性，會誘發機體產生anti-PEG抗體（本質上也可認為是一種ADA），進而造成PEG化藥物在血液中的加速清除（accelerated blood clearance, 簡稱ABC效應）。因此，尋找新型低免疫原性的抗生物污染高分子用于蛋白質修飾成至關重要。 在眾多潛在的PEG替代高分子中，非結構性(unstructured)的柔性高分子往往更受人們青睞。比如在長效聚多肽-蛋白質融合藥物中，其中聚多肽的設計往往會刻意排除具有明顯二級結構的序列使其采取完全無規的構象。然而，這一為人們廣泛采用的設計思路實際缺乏嚴格的實驗證據支持。其客觀原因在于難以設置合理的對照實驗組以嚴格區分聚合物共價化學組成與構象二者分別的貢獻——對于絕大部分高分子，要改變聚合物構象必然需改變其共價化學組成，反之亦然。
北京大學
2021-04-11