细胞动力学研究进展与展望

细胞是生命活动的最小单元,其功能可塑性及动力学特征是维系生命个体健康及物种繁衍的重要保证.在分子水平,细胞可塑性与动力学特征受遗传学及表观遗传学的调控.随着基因组计划的顺利完成及我们对细胞增殖重要蛋白质作用网络生物化学特征研究的成功实施,表示细胞重要生命活动过程中功能分子的动力学特征及其调控机制显得日益重要.组建中国科学技术大学细胞动力学实验室旨在纳米尺度揭示细胞重要生命活动全过程的详尽全息分子调控机制.在过去的几年中,已取得了动点蛋白质网络研究的阶段性进展,动点蛋白复合物组分剖析、功能评估、蛋白质作用动力学及可塑性研究等方面均取得了具有特色的成绩.目前,拟在纳米尺度评估动点组装的时空动力学调控机制.相信在未来的日子里,细胞动力学实验室的创新性成果能够综合集成,并为人口与健康领域的重大命题提供相关的解答方案与技术平台.     

钙离子信号及细胞调控信号网络动力学

钙离子(Ca²⁺)是细胞内广泛存在的一种重要的第二信使,参与并控制着几乎所有的生命活动过程.细胞信号分子网络对细胞正常和病理生理活动过程进行着精密调控,确保细胞各项生理功能有序地进行.本文综述了近些年本课题组关于细胞内钙信号及细胞信号网络动力学模型方面的研究进展,包括集团化钙离子通道释放局域钙信号、细胞全局钙波信号、内质网和线粒体钙微域调控钙信号和钙信号调控细胞凋亡信号网络动力学,以及细胞信号调控网络动力学等.这些理论工作为研究钙信号和蛋白质信号网络调控细胞复杂生命过程的动力学机制提供了方向和思路.     

基于生物细胞调控合成无机纳米材料的研究进展

细胞作为生物体结构和功能的基本单位,其内部可进行成千上万的生化反应.利用生物体细胞来调控合成纳米材料是一种新型的绿色合成方法,有着传统方法不可比拟的优点:如原料来源广、低毒、低能耗、反应温和可控、效率高,环境友好等.利用细胞调控合成得到的无机纳米材料富含蛋白质、脂类、多糖等生物物质,不仅可以避免颗粒间的团聚,而且具有独特的生物相容性.本文综述了生物细胞内外无机纳米材料的可控合成研究进展,并展望了基于细胞合成无机纳米材料的发展前景.     

核磁共振波谱研究蛋白质三维结构及功能

文中总结了中国科学技术大学生命科学学院核磁共振波谱实验室十多年来的工作.我们的研究主要集中于研究人和其他真核生物基因表达调控相关蛋白质以及细胞连接处相关蛋白质.在这两个体系中许多蛋白质与人类健康及疾病相关,有的可能是潜在的药物作用靶标.我们主要关注用核磁共振波谱方法研究蛋白质-蛋白质相互作用的结构基础.核磁共振适合研究在接近生理条件下的分子相互作用,特别是适合研究低亲和力的瞬态的复合物.它可以提供蛋白质相互作用界面,复合物结构,以及蛋白质相互识别过程动力学的信息.文中给出了一些例子.我们也研究蛋白质内部动力学,包括皮秒-纳秒时间尺度,与毫秒-微秒时间尺度的动力学.与圆二色谱及荧光光谱结合,核磁共振可以详细表征蛋白质的折叠与去折叠.文中给出的核磁共振应用的最后一个例子是用计算机虚拟筛选,核磁筛选,我们发现了一个人的双功能的磷酸酶的一种新类型的抑制剂,并研究了该抑制剂对细胞功能的影响.这一策略有可能用于早期药物的发现.     

营养元素调控热休克蛋白研究进展

热休克蛋白(Heat Shock Protein,HSP)是生物体在受热或其他不利环境因素刺激下应激合成的一组特殊蛋白质.HSP的生物学功能广泛,不仅表现在热应激条件下参与细胞的抗损伤、修复和热耐受过程,保护细胞生命活动,而且在蛋白质折叠、跨膜运输、细胞骨架及核骨架稳定等方面发挥重要作用.由于机体的营养状况与应激能力密切相关,本文主要综述了营养元素对HSP合成的调控作用.     

科技书屋

《细胞培养与蛋白质工程》 《细胞培养与蛋白质工程》由化学工业出版社出版,范代娣著,全书共分八章。本书系统阐述生物工程领域细胞的生理、生化、代谢特性,探讨了细胞的生长动力学,微生物发酵、调控、检测技术和手段、发酵过程、工艺与工程参数的取得,对发酵放大这个难题,作者做重点阐述,对细胞重组     

TOR(target of rapamycin)介导的翻译调控

TOR是细胞营养状态、能量状态的传感器,其信号转导系统参与了细胞外营养成分、生长因子等对细胞生长的调控,它通过调控蛋白质翻译过程的多个环节,如通过调控S6KI、4E-BPI、eEF2等多种因子的生物功能,从而在蛋白质翻译的起始、延伸等多个水平调控体内蛋白质的翻译,从而影响细胞的生长以及细胞周期的调控。     

红豆杉细胞悬浮培养及动力学研究

对红豆杉细胞在５Ｌ通气机械搅拌式反应器中的培养过程及动力学进行了研究．经２４ｄ培养，细胞生物量增加３倍，紫杉醇含量可达细胞干重的１．０３５×１０－３．建立了描述细胞生长过程的模型，采用分段多项式函数逼近关联ｕ与ｕｍ的函数Ｆ（ｓ），建立了描述产物合成的动力学方程，采用多项式函数逼近关联产物合成速率与细胞生长速率的函数，确定了部分动力学参数     

红豆杉细胞悬浮培养及动力学研究

对红豆杉细胞在５Ｌ通气机械搅拌式反应器中的培养过程及动力学进行了研究。经２４ｄ培养，细胞生物量增加３倍，紫杉醇含量可达细胞干重的１．０３５×１０＾－３，建立了描述细胞生长过程的模型，采用分段多项式函数逼近关联ｕ与ｕｍ的函数Ｆ（ｓ），建立了描述产物合成的动力学方程，采用多项式函数逼近关联产物合成速率与细胞生长速率的函数，确定了部分动力学参数。     

铜绿微囊藻气囊蛋白GvpW的异源表达纯化与晶体生长研究

铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa PCC 7806)是我国淡水湖泊生态系统季节性蓝藻水华爆发的最优势藻种,其爆发的机制之一在于气囊,它是一种充满气体的蛋白质性质的亚细胞器结构,可为藻细胞提供浮力,调节藻细胞在水体中的位置以利于生长和后续的生境殖民化。铜绿微囊藻的气囊合成涉及14个气囊蛋白,但大部分气囊蛋白在气囊合成过程中的具体分子功能尚不清楚。对其中一个气囊蛋白GvpW进行了分子克隆,利用原核表达系统在体外进行了异源表达,结合镍柱亲和层析和凝胶过滤层析纯化出了高纯度的GvpW,运用动态光散射和化学交联证实在体外纯化后的GvpW是呈单体状态,同时通过晶体初筛和优化获得了生长较好的蛋白质晶体。这为后续解析GvpW的三维结构及在分子水平直观探讨其在气囊合成中的生理功能奠定了基础。     

牛奶蛋白纤维的性能及其应用

牛奶纤维是一种新型的含蛋白质的合成纤维,它集天然纤维和合成纤维的优点于一身,文章介绍了牛奶蛋白纤维的形态结构、组成与性能、纤维制取和产品的开发。     

改进的PSO-RBF神经网络在联合制碱中的应用

联合制碱过程是一类典型的复杂工业过程,具有时变、非线性、不确定性等特征,在线控制模型难以建立。针对联合制碱复杂工业过程控制精度不高、鲁棒性差等问题,提出一种改进的PSO-RBF神经网络控制算法。将粒子群优化算法和径向基神经网络相结合,使用改良的粒子群优化算法对RBF神经网络的隐含层基函数中心、宽度和输出层的连接权值进行寻优,建立基于改进的PSO算法优化后的RBF神经网络模型。将改进的PSO-RBF神经网络控制模型应用到联合制碱的关键工序碳化过程中,并与先前应用的模糊神经网络控制模型进行比较,经仿真研究验证表明,在联合制碱碳化过程中应用改进的PSO-RBF神经网络控制算法,其控制精度和系统鲁棒性得到了有效的提高,为解决一类复杂工业过程的建模与优化控制方法研究提供了有效的技术途径。     

MF—70型挤压机温度控制系统

加热温度是影响大豆蛋白重新组织化加工质量的最重要因素，本温控系统采用单片计算机测控技术，对加热过程实施控制，取得了满意的效果。     

跨膜蛋白超家族TM9 SFI和炎性反应介质在颅内动脉瘤壁形成和破裂中的作用分析

目的探讨跨膜蛋白超家族的TM9SFl和炎性反应介质AZUl在动脉瘤形成和破裂中的作用.方法选取行颅内动脉瘤夹闭术的患者40例,术中取患者头皮撕裂的颞浅动脉为对照组,手术完成后取上端全层血管壁为研究组.应用免疫组化和Wsetern blot法分析TM9SFl和AZUl在破裂动脉瘤组织和颞浅动脉组织的表达和含量.结果免疫组化染色显示:对照组TM9SFl和AZUl呈阴性或弱阳性表达,研究组呈阳性或强阳性表达;研究组TM9SFl,AZUl染色分级为1.90±0.20,2.90±0.30,明显高于对照组的0.70±0.20,0.80±0.10,差异具有统计学意义(P0.05).Wsetern blot显示:研究组TM9SFl表达量为0.95±0.43,明显高于对照组的0.41±0.15,差异具有统计学意义(P0.05);研究组AZUl表达量为1.16±0.48,明显高于对照组的0.39±0.13,差异具有统计学意义(P0.05).结论 TM9SFl和AZUl高表达参与了颅内动脉瘤形成和破裂过程中的血管壁蛋白降解和炎性反应机制.     

基于模糊综合评价的沥青路面施工质量过程控制模型

沥青路面施工质量控制具有一定的滞后性,有效实现施工质量过程控制可以确保良好的工程质量。通过分析沥青路面施工过程中的质量影响因素,从材料、设备、人员、工艺4个方面选择质量控制指标,构建过程控制指标体系,并采用改进层次分析法确定各指标权重值。采用模糊综合评价方法对沥青路面施工质量过程实现分阶段的多点控制,实现有效实时的施工质量监控。人员指标过程控制实例证明,基于模糊综合评价的沥青路面施工质量控制模型是可行的,可以在实际工程中进行运用。     

前处理工艺对蚕蛹蛋白纤维性能的影响

研究了染整加工前处理工艺条件对蚕蛹蛋白纤维长丝性能的影响.分析了不同pH值溶液中蚕蛹蛋白长丝的强力变化;研究NaCIO漂白和H2O2漂白的工艺参数(pH值、温度、漂白剂质量浓度)对蚕蛹蛋白长丝强力及蛋白质含世的影响.实验结果表明,蚕蛹蛋白纤维在热定型温度范围内,稳定性较好;pH=5时,纤维的强力损失最小,pH在4～10时,纤维的损伤较小;蚕蛹蛋白纤维较适合用H2O2漂白,较适合的漂白工艺参数为:温度不官超过80℃.pH为10左右,H2O2(30%)质量浓度在4～6 g/L.     

蛋白质折叠过程模型

蛋白质折叠过程模型研究一直是蛋白质折叠研究领域的热点课题．就这个问题,提出描述蛋白质折叠过程的拟蛇模型．并且提出一个新的概念,那就是所有蛋白质空间结构都可以通过2种类型函数构造出来,此外,还从理论方面来证明该模型是可行和正确的：通过与其他蛋白质折叠过程模型的对比实验,结果表明,拟蛇模型所构造的空间结构能量值最小、相似度最好．进而说明拟蛇模型在描述蛋白质折叠过程方面具有明显优势,开辟了研究蛋白质的一种新的途径．     

合成氨厂实时操作优化控制

介绍大型合成氨厂在线实时操作优化控制系统。运行结果表明,该系统使用方便,经济效益明显,在合成氨厂具有广泛推广价值。     

伊贝母体细胞胚和器官发生几种大分子活性的比较研究

本文报道了伊贝母组织培养中体细胞胚发生和器官发生过程中的核酸、蛋白质含量及过氧化物酶活性动态的变化。共同特点是，培养初期几种大分子物质的含量均呈显著上升的趋势。说明两种途径均伴随着大分子物质的迅速合成。以后随着形态建成的进程，也都呈现相似的趋势。而ＲＮＡ和蛋白的合成总是先于ＤＮＡ的合成，说明这几种大分子的动态变化具有顺序性。其区别在于，体细胞胚胎发生过程几种大分子的活性高于器官发生过程，前者是一个