冻土水热变化对东亚气候影响的模拟

利用气候模式Community Atmosphere Model(CAM3.1)作为工具,在保持模式陆-气之间能量、水量守恒的状况下,通过在其陆面模式Community Land Model(CLM3.0)中引入了未冻水过程,改变了冻土中的水热属性,分析了欧亚区域气候对冻土变化的敏感性、东亚季风对冻土变化的响应等相关问题.研究发现:(1)未冻水过程较为显著的改变土壤中冰、水比例,其对地表温度、土壤温度有显著影响.(2)欧亚区域(包括东亚)气候对冻土变化较为敏感,1月海平面阿留申低压有所加强,500hPa乌拉尔阻塞高压减弱,东亚大槽减弱.7月阿留申群岛地区海平面气压显著减弱,500hPa位势高度大陆有显著的负异常,海洋有显著的正异常.(3)1月东亚地区850hPa风场南风分量增大,冬季风减弱;7月大陆气旋性异常,海洋反气旋性异常,东部沿海地区夏季风加强.(4)东亚夏季降水有显著改变,其中青藏高原南部、长江流域中部地区和东北地区降水显著增大,华南、海南岛地区显著较少,我国中部、华北地区减少,但不显著.进一步分析发现,30°N附近,有显著的空气上升运动,其南北两侧有显著的下沉运动,中高纬度太平洋暖湿气流在东北与北方冷空气汇合,这些因素是上述降水异常的主要原因.     

生物大分子相分离研究进展和发展建议

生物大分子相分离(phase separation)或相变(phase transition)是近年来生物学研究中一个新兴的交叉研究领域.生物大分子液-液相分离驱使细胞内形成多种无膜区室,如核仁、核孔复合物、有丝分裂纺锤体、着丝粒、中心体、应激颗粒和一些信号传导复合物等,这些无膜区室被统称为生物分子凝集体.生物大分子相分离具有广泛的生物学功能,例如调控生化反应、感知与响应应激条件、缓冲生物大分子的细胞内浓度和介导与有膜细胞器的直接通讯等.异常的生物大分子相分离与许多人类疾病密切相关,例如神经退行性疾病、癌症以及传染性疾病等.本文介绍了生物大分子相分离的生物学功能及其在人类疾病发生发展中的作用,总结了国内外生物大分子相分离研究所取得的重要进展,并提出了我国相分离研究的发展建议.     

核酸碱基(胞嘧啶)水合作用的蒙特卡罗模拟

生物大分子常处于极性溶剂(水)的环境中,因此生物大分子构型的稳定及其生理功能的正常发挥与溶剂效应密切有关.本文根据估算玻尔兹曼统计平均的蒙特卡罗方法的理论,对核酸硷基的水合作用进行统计热力学的超分子连续统(SuPermolecule-Continuum)的蒙特卡罗模拟处理,计算由于溶剂效应而产生的热焓(H)、亥姆兹自由能(A)以及熵(S)的变化.     

2002年度诺贝尔化学评介蛋白质三维空间结构研究的里程碑

2002年度的诺贝尔化学奖授予了芬恩(John B.Fenn)、田中耕一(Koichi Tanaka)和维特里希(KurtWtithrich)三位科学家,因为他们把化学研究中的仪器分析方法应用到了生物大分子的研究中,从而能更快、更可靠地确定生物大分子的组成和空间结构,在生物大分子的研究中建立了具有革命性的分析方法.     

生物启发的纳米水通道研究进展

美国科学家阿格雷(P.Agre)博士在1980年代发现了细胞膜上能让水分子高速通过却阻止质子通过的蛋白(aquaporin,生物水通道),他因此获得2003年度诺贝尔化学奖. 2001年,德国的格罗特(B.L.De Groot)和格伦穆勒(H.Grumuller)首先用分子动力学模拟了细胞膜水通道蛋白在水环境中的行为[1].他们看到,水在生物水通道内呈现出准一维水链结构,即水是排成一列,一个个通过生物水通道的.但生物水通道如何让水分子进出的具体机制仍然不能被完全理解.     

α-乙氧羰基取代的手性氮酸烷基酯的合成

在有机化合物中,氮酸酯(nitronic esters)是一类比较特殊的物质。从形式上看(R_1R_2C=NO_2R_3),它可由酸式硝基化合物(氮酸)和醇缩去一分子水而得到,但实际上既没有按此方法得到过氮酸酯,反过来,也不能将其水解成酸式硝基化合物和醇。因其通常不稳定(大多数已知的氮酸酯在常温下的寿命一般仅为几分钟至数周),所以有关氮酸酯的研究一直很少见诸报道。     

聚磷酸酯/聚乙二醇复合水凝胶的构建及性能

在水溶性大分子聚磷酸酯二丙烯酸酯(PEEP-DA)与聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA)中加入光引发剂I2959,在紫外光照射下交联形成三维水凝胶体系.研究结果表明,与聚乙二醇水凝胶相比,聚磷酸酯/聚乙二醇复合水凝胶具有更好的生物可降解性.其中, PEEP-DA/PEG-DA比例为5:25的复合水凝胶植入到小鼠体内28 d后基本完全消失.而包裹骨髓间充质干细胞(BMSCs)后,复合水凝胶体系中细胞活性更好;聚磷酸酯/聚乙二醇复合水凝胶能够显著增强碱性磷酸酶活性,提高钙沉积.本研究提供了一种新的聚磷酸酯/聚乙二醇复合水凝胶体系,在作为细胞支架方面有一定应用潜力.     

温度梯度诱导薄膜水迁移的冻胀机理

土体冻结后,由于土颗粒表面能的作用,土中始终存在部分未冻结的薄膜水,在温度梯度诱导下,薄膜水会从温度高处向温度低处迁移,并在土中分凝成冰,引起冻胀.这早已成为冻土学界的共识,关键在于如何定量.分凝冻胀量可按下式计算:式中Hv为冻胀量,q为水分迁移通量(迁移量),K为导湿系数(迁移系数),d(?)/dx为土水势梯度(迁移驱动力)因此,温度梯度诱导薄膜水迁移的冻胀机理可归纳为水分迁移驱动力、迁移系数和迁移量的研究.问题在于K和d(?)/dx是土质、温度或温度梯度的函数.目前尚无测定冻土导湿系数和冻土中未冻水势能的被普遍接受的方法、为解决此问题,我们提出下列方法:未冻状态下,土体的导湿系数和土水势均可通过试验实测,且具有下列关系:     

马来酰亚胺氮氧自由基标记细胞膜和活细胞的电子自旋共振波谱的研究

近年来由于自旋标记技术的引入,大大地扩大了电子自旋共振(ESR)技术在生物物理学方面的应用。 自旋标记方法就是把一个理化特性已十分清楚的顺磁体,例如稳定的有机氮氧自由基嵌到或接到生物大分子上去,通过有关ESR参数的变化可以探测生物大分子的空间构象,小分子与生物大分子体系相互作用等,还可以研究活细胞中的分子结构的变化。     

羟丙基甲基纤维素凝胶模板合成碳酸钙晶体

在羟丙基甲基纤维素(HPMC)水凝胶中合成了碳酸钙晶体. 利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等检测手段对所得的复合碳酸钙进行了形貌与结构表征. 结果表明, 水凝胶中的多羟基基团有利于文石晶体的形成. 而在缺乏多羟基基团的甲基纤维素水凝胶以及不含凝胶的空白体系中并没有文石的产生. 实验中观察到玉米棒状碳酸钙晶体, 进一步研究推断, 此种特殊的晶体形貌与HPMC水凝胶网络中大分子的特殊组合形式有着密切的关系.     

大陆深俯冲过程中水分布的不均一性: 大别山碧溪岭榴辉岩中石榴石的红外光谱分析

利用Fourier变换红外光谱技术, 对大别山碧溪岭地区10个榴辉岩中的石榴石进行了详细的结构水分析. 结果显示, 所有的石榴石中都含有以OH^-形式存在的结构水. 结构水含量变化范围大, 为164~2034 μg/g (H₂O), 多数在500 μg/g以上. 因此, 与绿辉石一样, 石榴石也是超高压榴辉岩中重要的携水矿物. 石榴石结构水的含量不仅在同一露头(约150 m)不同岩石样品间存在较大差异, 而且在同一样品(约1 cm)的不同颗粒间也明显不同. 水分布的不均一性表明: (1) 超高压变质过程中自由流体的活动范围是非常有限的(可能在厘米级的尺度上); (2) 板块的俯冲和折返过程都是十分快速的.     

梯度磁场在生物大分子研究中的应用

磁场作为一种物理环境,广泛应用于各行各业.随着磁体技术的飞速发展,磁场在科学研究与实践应用中的重要性日趋凸显.在生物大分子研究方向,磁场也发挥了重要的作用.其中,梯度磁场作为磁场的一种,由于其提供的资源除磁场外,还有磁场梯度,使其具备除常规磁场效应(择优取向、晶体质量改善等)外的其他应用价值(如溶液的对流控制、晶体质量改善、分离纯化等),因此备受关注.梯度磁场环境下涉及生物大分子的研究,主要集中在生物大分子的结晶、分离与纯化,以及自组装等方向.充分利用梯度磁场,可以实现高质量的生物大分子晶体生长、高效低成本的生物大分子分离与纯化等重要应用.因此,梯度磁场在生物大分子结构解析技术、生物药物制备技术等方向具有十分重要的价值.本文将从梯度磁场物理环境对生物大分子溶液体系的基础性影响角度出发,回顾并讨论梯度磁场在生物大分子研究中的应用,并对该领域的发展前景进行了预期.     

MALDI/MS法研究蛇毒蛋白的分离及分子量测定

基体辅助激光解吸电离质谱法(Matrix assisted laser desorption ionization/Massspectrometry,MALDI/MS)是近年来发展起来的一个最新的质谱学分支,目前已在肽、蛋白质、寡核苷酸、多糖等生物大分子的研究方面取得较大进展.这种方法首先由德国科学家Karas和Hillenkamp建立起来.它的出现对于生物大分子的研究具有重要意义.这种方法具有以下一些特点:(1)使用脉冲激光作为电离手段,由于激光和生物样品分子之间作用的     

有机试剂对胰岛素晶体生长的影响

当前,用X射线单晶衍射方法研究生物大分子三维结构的重大难题之一是获得生物大分子晶体。生物大分子晶体生长的要害是寻找出可用于X射线衍射分析用的单晶体的最佳生长条件。在晶体生长条件的摸索中,选择有机试剂的种类和浓度一直是人们所关注的问题。 为了考查有机试剂对蛋白质晶体生长的影响,我们选择了不带电荷、对晶体生长体系     

现代的“蛋”、“鸡”之争——关于原基因说和原细胞说若干问题的讨论

前生物形成的大分子如何相互作用并自动组织起来?最初的生命体系或原始细胞如何借此发生并进一步进化?生物信息大分子DNA和酶是如何起源的?长期以来,围绕这些问题各种假说(主要是原基因说和原细胞说)展开了讨论,意见分歧(详见表1)。尽管如此,各假说都以自己的实验和观点促进了对这些问题的理解不断深入,并对生命起源或细胞的化学起     

动态组合模式“蘸笔”纳米刻蚀与单个DNA分子上的物理纳米图形制造

利用“蘸笔”纳米刻蚀技术(DPN)可在金、硅和氧化硅等较硬的固相衬底表面上制作不同的纳米级图案. 但是, 在柔软的物体表面如生物大分子上直接制作纳米图形是尚需开拓的研究领域. 本文发展的动态组合模式“蘸笔”纳米刻蚀技术(CDDPN)可实现在生物大分子上直接制作纳米图形, 并且能达到在拉直的单个DNA分子上制造纳米图形的目的.     

一阶泛函微分方程振动性的一些结果

从而定理1证明了Hunt和Yorke(J.Diff.Equ.,53(1984),139—145)对于超前型方程的猜想。 定理2 若(R_1)g(t,ζ)≤t,ζ∈[a,b],R~*=[t_0,+∞)g(t,ζ) 是从 R~*×[a,b]到R~+的连续函数,关于ζ不减     

封面说明

<正>随着人工化学品的大量生产及广泛使用,相当一部分化学品在多种环境介质中残留,其暴露对人体健康和生态环境造成潜在危害,因此亟需快速有效评估其风险并诠释毒性作用机理.采用分子动力学模拟可快速研究环境污染物与生物大分子受体的相互作用,分析其结合模式、结合自由能,并研究生物大分子在一定时间尺度内的构象变化,能弥补常规实验     

利用细菌冰核基因构建促冻杀虫基因工程菌

冰核细菌是自然界中冰核活性最强的异源冰核(-1~-5℃), 已成为一种重要的生物资源. 大量研究证明, 利用冰核细菌促冻杀虫在理论上已确凿无疑, 但难以应用野生型冰核细菌冻杀田间和仓储越冬害虫, 其因有二: 其一, 野生型冰核细菌不能在昆虫肠道内长期稳定增生定殖, 易被排泄体外而丧失冻杀效果; 其二, 这些冰核细菌在植物体上附生定殖能力强, 田间施用后易诱发霜冻害. 为解决这些阻碍促冻杀虫应用中的难题, 利用自行分离的细菌冰核基因iceA, 构建了携带该基因、能进行接合转移和Tn5转座作用的工程质粒mob-Tn5-iceA, 又利用该工程质粒将冰核基因iceA整合到阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)染色体DNA上, 成功地构建了在无选择压力下冰核基因仍稳定存在并有效表达冰核活性的促冻杀虫基因工程菌. 经应用实验证明, 解决了阻碍促冻杀虫应用中的难题, 为防治我国三北地区农林果树和仓储主要越冬害虫, 开辟了一条生防新途径.     

电离辐射对人CuZn-SOD免疫学性质的影响

电离辐射对生物体的效应主要是通过间接作用所产生的氧自由基如~·OH与O_2~(?)对生物大分子的损伤。铜锌超氧化物歧化酶(简称CuZn-SOD)可催化O_2~(?)歧化,但它本身也是生物大分子之一,因此有必要研究电离辐射对该酶的影响。在酶的性质中免疫学性质变化较其它