多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

摘要:代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源, 环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中. 蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post-translational modification, PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等能量或物质表征代谢物为底物, 传递共性代谢物信号; 我们的研究发现, 代谢物可以通过不同机制调控其作为供体外的其他PTM: 巴豆酰辅酶A能作为酰基供体促进细胞周期依赖的EB1蛋白的巴豆酰化修饰, 通过调控微管骨架的动态性维系基因组的稳定性; α-KIV和α-KG能够分别调控蛋白质磷酸化修饰和羟基化修饰, 介导与自身代谢无关的TCR信号通路和Hedgehog信号通路; 此外, 天然植物的次生代谢物也能够促进AD相关蛋白的泛素化降解. 这些发现为代谢物调控细胞生理病理的研究打开了新的角度和视野. 基于代谢物调控翻译后修饰的新机制, 我们以病理过程中的关键蛋白为例, 高通量筛选了瞬时受体电位香草酸通道3蛋白(TRPV3)和菌源二肽基肽酶4 (DPP4)的小分子抑制剂, 为创新药的研发和疾病的干预提供了新的思路.

蛋白质化学合成在蛋白质泛素化研究中的应用

摘要:泛素化修饰调控真核细胞中绝大多数的生理与病理过程. 在分子水平上深入解析蛋白质的泛素化过程能够提升人们对泛素化相关疾病的认知, 促进新型诊疗策略的开发. 蛋白质化学合成作为获取难以生物重组蛋白的策略, 可获取各种定点泛素化修饰的蛋白体系, 为泛素化机制的解析研究提供了重要方法基础. 本文总结了蛋白质化学合成中所涉及的关键技术, 包括多肽固相合成、蛋白片段连接以及蛋白折叠复性等. 借助蛋白质化学合成, 人们实现了泛素链、泛素化底物蛋白、泛素化学探针等研究工具的高效制备, 并在此基础上阐明了一系列泛素化酶、去泛素化酶及靶向泛素系统的小分子药物的工作机制. 蛋白质化学合成在泛素化研究中的广泛应用展示了化学生物学工具在推动人类健康与疾病研究、促进药物开发与精准治疗中的重要作用.

大兆瓦风电机组偏航轴承力学及疲劳性能分析

摘要:受模型的复杂性和计算规模限制,针对大兆瓦风电机组偏航轴承的性能分析大多采用了简化模型。为此,详述了极限工况、疲劳工况下的数据处理方法,使用有限元软件搭建偏航轴承全实体化模型进行轴承静强度分析和套圈疲劳分析,该模型综合考虑了螺栓预紧力的影响,对偏航轴承的内外圈偏移量、密封性能,弹簧等效下的钢球载荷、接触角、截断角以及套圈拉压Von Mises应力和螺栓载荷等进行了全面分析。提出了一种基于雨流法将LDD转化为马尔科夫矩阵的方法,用于计算偏航轴承各部件的疲劳累计损伤。

基于机器视觉的钢球直径尺寸测量技术

摘要:针对目前国内轴承钢球直径数字化分选工作效率低、精度差的难题,提出了一种基于机器视觉的钢球直径测量方法。通过双远心镜头系统获取钢球灰度轮廓,对钢球灰度轮廓进行极坐标转换以获取特征点的灰度值,基于多项式拟合灰度曲线并求取亚像素边缘点的位置;对钢球直径进行参数化处理,得到数字化的钢球直径值并提出一种去钢球表面垃圾的优化算法以消除垃圾对测量结果的影响;对视觉系统进行标定,消除镜头畸变产生的测量误差;实际测量结果表明,该算法的重复测量精度小于0.5μm,适用于大批量的在线测量,满足工业自动化测量的需求。

超高温陶瓷前驱体结构设计及其合成方法研究进展

摘要:超高温陶瓷聚合物前驱体作为浸渍裂解工艺(precursor infiltration pyrolysis, PIP)制备的关键基础原料,其化学成分与组织结构会严重影响裂解后陶瓷基体的微观形貌及性能,进而影响后续制备的陶瓷基复合材料性能。本综述根据过渡金属原子在前驱体结构中的不同位点与形成结构分类,介绍了近年来国内外对锆基、铪基、高熵陶瓷基等超高温陶瓷聚合物前驱体的设计策略与化学合成方法研究进展,并分析了不同结构前驱体及其合成方法在溶解性、裂解陶瓷产率与性能、工艺难度等方面的影响。分析表明,现有前驱体结构设计与合成方法在大规模制备高性能陶瓷基复材方面仍存在局限性,同时对未来超高温陶瓷聚合物前驱体结构设计及合成方法的发展方向进行展望,为进一步工业化制备高性能超高温陶瓷基复合材料提供参考。

“十四五”期间我国重要钢管品种的发展与创新

摘要:回顾了“十四五”期间我国钢管企业在主要产品发展与创新方面取得的进步;重点介绍了我国深井、超深井用管和13Cr抗腐蚀系列油套管在相关领域的应用,输氢、输CO2管线管及海底管线管的开发与发展,超超临界机组用P92、Super304等高压锅炉管及冶金复合管等产品取得的成绩。认为,我国虽已成为世界钢管生产大国,但开发的产品很多都是借鉴国外产品发展的经验而开发的,我们应该提高产品质量、创新钢管品种,加快产品的升级换代和原创产品的开发。

我国特大直径无缝管加工工艺及设备

摘要: 简述了特大直径无缝管的应用与挑战、生产现状与工艺质量标准。主要论述了我国特大直径无缝管生产工艺及其发展现状, 对比介绍和分析了特大直径无缝管各种加工方式的工艺原理、流程、优缺点, 以及国内企业相关加工设备的配置和产品情况。提出了未来钢管行业的发展方向;材料性能在壁厚方向的均质化, 组织性能的控制, 壁厚均匀性的提高, 超薄壁钢管的精密加工和高合金或特种合金的加工。

人工智能驱动的药物递送: 革新与挑战

摘要:人工智能(artificial intelligence, AI)技术已成为应对药物开发中传统实验方法局限性的有效工具之一, 为加速药物递送的研发提供了前所未有的机遇. 本文首先探讨了人工智能技术在药物研究中的应用进展, 总结了其从早期到现在的技术演变. 其次, 我们总结了一个在药物递送领域开发人工智能模型的框架, 旨在为研究人员使用人工智能技术提供实用指南. 文章最后讨论了未来阶段先进算法的应用以及多学科合作带来的新兴机遇, 同时强调了当前面临的挑战, 包括数据质量要求、模型透明度和监管考虑等因素.

脑机接口技术中植入式神经电极的发展与挑战

摘要:脑机接口为人脑功能研究和人机智能交互提供了重要方法, 开辟了具身智能时代生命科学与信息技术交融的新战场. 植入式神经电极作为神经元与电子设备之间的直接通讯工具, 能够在细胞尺度上记录和调制神经活动, 具有信号范围广、空间分辨率高、易于实现复杂控制等突出优势. 然而, 植入过程中的组织损伤以及组织和接口之间的机械错配等问题严重限制了神经电极的长期稳定交互功能, 迫使其从最初的刚性硅基逐渐变得柔性、可拉伸甚至规定时间内可降解. 本文综述了脑机接口技术中植入式神经电极的发展历程和研究进展, 从材料和器件角度重点介绍了具有低异物反应的神经电极的制备策略, 并讨论了植入式神经电极未来的发展趋势和可能面临的挑战.