利用低温电镜术和像重构方法研究兔出血症病毒的三维结构

利用低温电镜订和像重构方法测定了兔出血症病毒的三维结构，分辨率达到3．2nm，兔出血症病毒的三维结构显示了杯状病毒的典型特征。位于二十面体二次轴和局域二次轴位置的90个弧状突起以及位于五和三次轴位置的32个杯状凹陷排布在T＝3的二十面体衣壳上。因而从结构上表明中国株兔出血症病毒属于杯状病毒科，A，B壳粒之间相互连接，并且杯状凹陷底部未见隆起。兔出血症病毒衣壳壳层区由连续蛋白密度构成，未发现病毒RNA通道存在。从低温电镜像及三维密度图中可以分辨含基因组和含亚基因组两种病毒颗粒的存在。这两种病毒颗粒衣壳结构类似。     

利用低温电镜术和像重构方法研究兔出血症病毒的

利用低温电镜术和像重构方法测定了兔出血症病毒的三维结构,分辨率达到3.2nm.兔出血症病毒的三维结构显示了杯状病毒的典型特征.位于二十面体二次轴和局域二次轴位置的90个弧状突起以及位于五和三次轴位置的32个杯状凹陷排布在T=3的二十面体衣壳上.因而从结构上表明中国株兔出血症病毒属于杯状病毒科.A,B壳粒之间相互连接,并且杯状凹陷底部未见隆起.兔出血症病毒衣壳壳层区由连续蛋白密度构成,未发现病毒RNA通道存在.从低温电镜像及三维密度图中可以分辨含基因组和含亚基因组两种病毒颗粒的存在.这两种病毒颗粒衣壳结构类似.     

成熟登革病毒颗粒在中性培养条件下的冷冻电子显微镜三维重构

登革病毒(Dengue virus, DEN)为单股、正链RNA病毒, 属黄病毒科黄病毒属, 是依靠蚊子传播的虫媒病毒. 其基因组长约10.8 kb, 只有1个可读框, 编码3个结构蛋白(衣壳蛋白(C)、前膜蛋白(prM)和包膜蛋白(E))和7个非结构蛋白. 在内质网内膜组装DEN非成熟颗粒, 径长约60 nm, 囊膜由60个prM-E异二聚体形成的三聚体构成[1]. 在经过高尔基体的输运过程中, prM蛋白被剪切酶(furin)酶切为M蛋白, 包膜蛋白及其排列发生构象变化, 由90个E蛋白二聚体呈木排状平行于病毒表面紧密排列, 形成颗粒径长约50 nm的成熟颗粒[2]. ...........     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学,发现在核幔条件(4000K,139GPa)下,Ni是一种液态结构.常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序,在压强的作用下,二十面体序有一个增加的过程,当压强大于68GPa后,二十面体序的增强过程发生逆转,大量的完整二十面体结构受到破坏,缺陷二十面体急剧增加.核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构.我们计算了液态Ni的扩散系数,其数量级大约为109m2/s,与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同.由于核幔边界条件下的高压作用,液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢,且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学, 发现在核幔条件(4000 K, 139 GPa)下, Ni是一种液态结构. 常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序, 在压强的作用下, 二十面体序有一个增加的过程, 当压强大于68 GPa后, 二十面体序的增强过程发生逆转, 大量的完整二十面体结构受到破坏, 缺陷二十面体急剧增加. 核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构. 我们计算了液态Ni的扩散系数, 其数量级大约为10^-9 m²/s, 与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同. 由于核幔边界条件下的高压作用, 液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢, 且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

重组别藻蓝蛋白三聚体结构与功能

以基因重组别藻蓝蛋白三聚体为材料,利用原子力显微镜观察到了单分子重组别藻蓝蛋白三聚体的纳米级分辨率的三维图像(短轴约为1.5 nm,长轴约为15 nm的盘状颗粒),与通过透射电子显微镜和X射线晶体衍射得到的天然APC三聚体的圆盘状结构的尺寸十分接近.通过测量荧光发射光谱、吸光光谱和圆二色光谱,对自组装重组别藻蓝蛋白三聚体的正确组装进行了证实.获得了较宽pH范围内的紫外光区(190~250 nm)和可见光区(450~750 nm)圆二色谱数据,通过紫外光区圆二色谱解析,确定了a螺旋是重组别藻蓝蛋白三聚体二级结构的主要组成部分.可见光区圆二色谱解析为别藻蓝蛋白三聚体中存在藻蓝胆素激子耦合对,以及耦合体内以激子分裂进行能量传递提供了证据.本文结果进一步证实,与天然别藻蓝蛋白三聚体相比较,基因重组别藻蓝蛋白三聚体有正确的能量传递功能.     

天然低温久辉铜矿(Cu1.93S)中的畴结构及缺位结构

利用高分辨透射电子显微镜技术得到天然低温久辉铜矿的畴结构及缺位结构图像，东乡久辉铜矿[100]高分辨晶格像显示：（1）天然低温的久辉铜矿中存在久辉铜矿与蓝辉铜矿纳米级交生的畴结构，虽然两者之间存在六方辉铜矿状结构过渡带，但它们仍然遵循（100）久辉（111）蓝辉的结晶学取向关系；（2）天然低温久辉铜矿中存在1．56％－3．12％的Cu原子缺位，在久辉铜矿的单位晶胞中平均每b0/2的宽度就会存在1－2个Cu原子的缺位，这一缺位率与其成分Cu1.93-1.97S相吻合。     

磁化率各向异性揭示的日本海Ulleung盆地浊流沉积和氧化-还原条件下的底流演化

日本海Ulleung海盆南部陆坡岩芯7.31m以上的磁化率椭球体长、中轴正交分布在水平投影面上,短轴近似垂直分布.7.31m以下,磁化率椭球体3个特征轴杂乱分布,此时形状因子也显示异常高值,表明下部沉积物的原始结构已经被破坏.该界线与X射线影像吻合.已有测年结果表明上部7.31m的年龄为48kaBP.48kaBP以来日本海南部沉积物磁各向异性不发育,各向异性度为1～1.08,与磁面理显著相关,与磁线理不相关,说明沉积物磁性矿物颗粒形状或排列方式以扁圆状为主,是典型的原始沉积组构.综合磁性矿物组成、粒度和含量变化特征,确定了至少5个氧化-还原层偶,还原层的磁铁矿有遭受溶解的迹象,但磁学性质保留了绝大部分原始信号.磁化率椭球体的方向和各向异性度在千年尺度气候期内发生了相应的变化.DO1-BA-YD事件发生时短轴明显向不同方向倾斜,指示此时水动力的增强和方向多变;此时正是西太平洋海面急剧上升期和全球冰融水MWP1A事件发生时;其他时段内的长轴或短轴倾斜指示底流方向为NE-SW或NW-SE,而最近4.5kaBP以来短轴向NE方向的倾斜与实测东-北东方向底流一致.磁化率各向异性对气候变化的响应说明,早期成岩作用对磁信号...     

SARS相关病毒(BJ01株)的全序列及其比较分析

严重急性呼吸综合征(SARS)是一种新发现的急性传染病. 对一株已确认为SARS病原体的冠状病毒(BJ01)进行了全基因组序列测定, 并与其他已知病毒进行了比较分析. 该病毒基因组全长为29.725 kb, 含11个可读框(ORFs), 由1个稳定区和1个可变区组成, 其中稳定区编码RNA依赖性RNA聚合酶, 包括两个ORFs；可变区含有4个蛋白质编码序列(CDSs), 分别编码病毒的4个结构蛋白(S, E, M, N蛋白). 此外, 可变区还包括5个非典型的预测蛋白(PUPs). 此病毒基因的排列顺序与其他已知的冠状病毒一致. 通过与已知RNA病毒的序列比对, 可以确认该病毒属于冠状病毒科(Coronaviridae). 与GenBank中已知的5个SARS相关病毒全基因组序列的比较分析显示, 已在30个核苷酸位置上检出序列差异, 总体突变率为0.1%, 其中15个变异位点在编码区, 可能会导致蛋白质的氨基酸改变(异义突变). S蛋白中已发现3处可能引起该蛋白质物化特征变化的变异, 而该蛋白质可能参与病毒与宿主间的免疫反应. 与病毒包膜形成相关的M蛋白中则已发现两处氨基酸变化. 进化分析表明, SARS病毒可能不是来源于人类, 但没有证据证明是人为制造的. 为了阐明SARS相关病毒的病因学以及排除其他可能的SARS病原体的存在, 仍需进行更深入的研究.     

北京城市冬季大气污染动力: 化学过程区域性三维结构特征

北京城区1~3月4个试验观测点所获得的资料分析结果发现, 城市采暖期排放源影响总体效应明显, 采暖期、非采暖期城市不同区域测点污染气体浓度排放源阶段性影响特征显著; 城市建筑群上边界大气污染物NO_x, SO₂和CO具有大范围同位相演变特征, O₃浓度亦在不同测点变化趋势一致, 但与以上污染物呈“反位相”变化. 城市重污染过程采暖与非采暖期空气污染浓度城区范围亦有同步变化趋势. BECAPEX的综合探测表明, 北京地区污染气体及其气溶胶垂直分布廓线与城市边界层内大范围逆温层垂直结构存在显著相关. 此类点-面结合综合探测技术途径亦描述了城市局地污染过程与周边地区相互关联的区域性三维结构特征.     

三维声学超材料的高阶拓扑态

位于"边缘的边缘"上的高阶拓扑态的发现为限制和控制光波、声波以及弹性波的传输提供了一种新思路.目前,高阶拓扑态已在二维的机械、电磁、光学、声学和弹性系统中得以实现.然而,三维声学系统中对高阶拓扑态的研究却鲜有报道.本研究针对这一现象提出了一种具有一阶表面态和二阶铰链态的三维声学超材料.该三维声学超材料可以在其布里渊区的K-H方向上形成二重简并的交线.改变超材料单胞内外耦合强度的相对大小,线性简并交线打开形成完全带隙,生成平庸型和拓扑非平庸型声学超材料.能带结构、特征频率及传输效率的分析结果表明,当内耦合强度小于外耦合强度时,带隙范围内声学超材料具有拓扑非平庸的一阶表面态和二阶铰链态;当内耦合强度大于外耦合强度时,带隙范围内声波将无法在声学超材料的任何部位传播,该声学超材料是平庸的.三维声学超材料高阶拓扑态的实现突破了二维系统的局限,在声波能量回收和高精度声传感器方面具有潜在应用前景.     

衰老对猕猴视觉反应潜伏期及反应变异性的影响

在个体老化过程中, 视觉系统会表现出功能性衰退[1]. 与这一衰退相关的神经机制正逐渐被揭示出来. 研究结果表明, 与年轻猴相比, 老年猴视网膜神经节细胞和丘脑外侧膝状体(LGN)并没有显著的结构或功能性改变[1,2]. 但在视觉皮层, 我们发现了细胞功能受到衰老过程影响的证据, 比如老年猴[2,3]和老年猫[4]的初级视皮层(V1)细胞, 都出现了方位、方向选择性的显著降低, 老年猴纹状外皮层(V2)也显示出相似的功能性衰退1). 最近, 我们还报道了老年猴V1和V2区细胞对视觉刺激的反应潜伏期显著延长[5]...................     

C120O2 , C120OS和C120S2的电子结构及红外光谱

采用PM3半经验分子轨道法，在几何构型全优化的基础上考察了C120XY（X，Y＝O，S）分子和部分离子的稳定性，电子结构和红外光谱，计算结果表明，除了C120O2－和三重态C120O2离子外，在五元外中平均引入一个双键，体系能量增加约30－42kJ/mol，计算还发现，中性分子和其相应离子几何构型相差不大，如键长变化小于0．001nm，还有，从氧化物到硫化物前线轨道能级变化很小，C120O2^2-和C120OS^2-的两种异构体的三重态离子均比其单重态离子更为稳定，这意味着两种离子遵从Hund规则，振动分析的结果表明C120O2和C120OS分子的红外图谱与实验结果相符，三重态C120 O2^2-离子的谱图与中性分子的相比较，吸收峰位置变化很小，但是振动强度明显增加。