基于位点特异性打分矩阵的卷积神经网络预测SARS-CoV-2核衣壳蛋白的蛋白质二级结构

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)有4种关键的结构蛋白,而核衣壳蛋白就是其中的1种.本实验从公开数据库NCBI上选取的SARS-CoV-2核衣壳蛋白质序列数据,分析SARS-CoV-2核衣壳蛋白与SARS-CoV核衣壳蛋白的序列相似性,对SARS-CoV-2核衣壳蛋白的理化性质和疏水性进行分析;在此基础上提出基于位点特异性打分矩阵的卷积神经网络,预测SARS-CoV-2核衣壳蛋白的8类蛋白质二级结构.研究结果表明,核衣壳蛋白的二级结构主要为无规卷曲,此结果可为抗病毒药物的研发与新型冠状病毒肺炎的诊断提供参考.     

掺铒氟硫磷酸盐高增益激光光纤

光纤激光器是大功率激光、空间激光通信、引力波探测、地球磁力探测等国家安全与科学前沿领域的迫切和重大需求.稀土离子掺杂的高增益玻璃光纤是光纤激光器的核心工作介质.氟硫磷酸盐（fluoro-sulfo-phosphate,FSP）激光玻璃具有稀土溶解度高、受激发射截面大、光学光谱性质优异等特点,是高增益激光光纤的潜在候选.本文从玻璃形成区、玻璃结构与性质关系、掺稀土玻璃发光与激光角度系统研究了Al F₃-R₂SO₄-RPO₃/Zn（PO₃）₂（R=Li、Na、K）系列新型FSP玻璃.结果表明,热力学方法有助于简便快速地确定玻璃形成区,为该类新型激光玻璃设计提供指导.通过固体核磁共振谱、拉曼光谱、差示扫描量热分析、耐久性实验等揭示了Zn（PO₃）₂能够提高FSP玻璃的结构聚合度和阴阳离子相互作用强度,从而增强玻璃的抗析晶稳定性和化学耐久性等,为大尺寸玻璃制备和光纤拉制奠定基础.Er³⁺/Yb     

压力对金属化合物Mg_2Si光学性能影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了压力对Mg_2Si光学性质的影响。计算结果表明,0GPa压力环境下,其晶格参数与试验值吻合较好。同时,进一步计算分析了在0～40GPa高压作用下Mg_2Si的折射率、反射率、吸收系数、能量损失函数和光电导率的变化情况。结果表明,压力可以有效调制Mg_2Si的电子结构并改变其光学性能。     

光纤光学频率梳

在时域上,光学频率梳(光频梳)表现为时间间隔固定的超短脉冲序列,具有飞秒量级的时间宽度和极高的瞬时电场强度;在频域上,光频梳呈现为数百万频率间隔固定的频率齿的集合,每根梳齿都具备窄线宽稳频连续激光器的频率精度。光频梳已经发展成为一种重要的科研工具,广泛应用于高精度原子、分子特征信息识别,物质内部结构解析,生物成像及空间遥感成像等诸多科学研究领域。文章首先说明光频梳的基本技术原理,然后介绍华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室在光频梳研制领域的进展,并详细介绍基于自研光频梳发展的两种应用:双光梳三维编码成像和双光梳分子光谱。     

亚赫兹线宽稳频激光技术

激光已广泛应用于精密光谱与精密测量中,激光的频率稳定度与光谱纯度决定了测量的精度与光谱的分辨率,因此不断提高激光频率的稳定度和减小激光线宽是精密光谱和精密测量研究领域永远追求的目标。文章介绍了亚赫兹线宽稳频激光的原理与一些关键技术,并展望了未来发展趋势。     

烟曲霉脂肪酶B在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

从烟曲霉Aspergillus fumigatus GIM3.20中克隆获得了一种脂肪酶B基因(AFLB)。通过序列比对,发现AFLB与南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)的氨基酸序列有31%的一致性,两者同属CALB家族脂肪酶；AFLB 含有与家族其他成员类似的保守五肽序列(SWSQG),预测AFLB的催化三联体分别为S233、D318和H361,其中Ser233位于保守五肽序列中；此外AFLB含有一段N-端延长序列(由第1~128位氨基酸组成),是曲霉属脂肪B的特有序列。在毕赤酵母中成功地异源表达了脂肪酶AFLB,并通过亲和层析进行了纯化。SDS电泳结果显示,该酶存在部分高度N-糖基化和部分无糖基化的两种形态,对应分子量分别为45~66kDa和42kDa。酶学性质表征结果显示,重组脂肪酶AFLB最适反应pH 值为7.0,最适反应温度为40℃,并在50℃以下具有较好稳定性,其最适底物为肉豆蔻酸对硝基苯酯。脂肪酶AFLB与CALB有高度亲缘性,具有潜在的工业应用前景。     

5, 15-二(五氟苯基)-10-(2-氨基苯基)金属咔咯的二阶非线性光学性质

运用密度泛函理论(DFT)研究了5, 15-二(五氟苯基)-10-(2-氨基苯基)咔咯(F₁₀Cor)及其金属(Mn、Cu、Ga)配位化合物的几何结构、电子吸收光谱和二阶非线性光学(NLO)性质.利用态求和的方法在CAM-B3LYP/aug-cc-pVDZ水平计算了咔咯配位化合物的二阶NLO系数(β₀).计算结果表明:F₁₀Cor及配位化合物的静态二阶NLO系数β₀的大小顺序为F₁₀CorCu(57.75×10-30 esu)、F₁₀Cor(37.92×10-30 esu)、F₁₀CorMn(27.10×10-30 esu)、F₁₀CorGa(20.00×10-30 esu)，这些咔咯配位化合物的二阶非线性光学响应主要源自于β_y分量的贡献. F₁₀CorCu的二阶NLO响应主要来源于β-HOMO-1→β-LUMO轨道跃迁，表现为2-氨基苯基与咔咯大环之间的配体内电荷转移(ILCT)跃迁.动态第一超极化率计算结果表明，在波长为1 907 nm入射光照下，F₁₀Cor及金属配位化合物均未表现出强的色散效应，其动态二阶NLO系数(β_{1 907 nm})约为静态值β₀的2倍，顺序为F₁₀CorCu(103.94×10-30 esu)、F₁₀Cor (60.60×10-30 esu)、F₁₀CorMn(48.75×10-30 esu)、F₁₀CorGa(34.39×10-30 esu).     

团簇NiCo2S4的电子性质

依据密度泛函理论在B3LYP/Lan12dz水平下对团簇NiCo2S4进行优化计算,确定12种优化构型,并对其电子性质进行分析.团簇NiCo2S4整体呈电中性,其内部电子均从Ni、Co原子流入S原子,且从s轨道流向p、d轨道.Ni、Co原子均是电子供体,S原子是电子受体.构型1(3)电子流动性最强,构型1(1)电子流动性最弱,且三重态整体电子流动性强于单重态.Ni-4s轨道和Co-4s轨道对团簇NiCo2S4整体电子流动性贡献最大,而S原子三个轨道贡献均较小.稳定性与电子密度分布有关,电子密度分布对称性越好,且α电子云和β电子云重叠程度越高的构型越稳定.