上交大连续发表2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA

2019软科世界大学学术排名于近期发布正式发布。排名展示了全球领先的1000所研究型大学,中国内地共有132所大学上榜,

上海交通大学首次跻身世界百强,位列世界第82。另外,在8月16日,国家自然科学基金委员会公布了基金情况,上海交通大学所获得资助项目及金额都是位居全国前列。

就在2019年,上海交通大学发表了2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA等,取得了一系列重要的研究成果,iNature系统总结了这些成果:

原叶绿素内酯氧化还原酶(POR)催化叶绿素生物合成中的光依赖性步骤,这对光合作用至关重要,并最终对地球上的所有生命至关重要。POR是三种已知的光依赖性酶之一,它催化光敏剂和底物原叶绿素的还原,形成色素叶绿素。尽管其生物学重要性,POR光催化的结构基础仍然未知。

2019年10月23日,上海交通大学医学院周爱武,中国农业科学院生物技术研究所程奇及曼彻斯特大学Nigel S. Scrutton共同通讯在Nature 在线发表题为“Structural basis for enzymatic photocatalysis in chlorophyll biosynthesis”的研究论文,该研究解析了嗜热球菌和Synechocystis sp的蓝藻游离形式及与烟酰胺辅酶复合的POR的晶体结构

。三元原叶绿素内酯-NADPH-POR复合物的结构模型和模拟确定了POR活性位点中的多种相互作用,这对于原叶绿素内酯的结合,光敏化和光化学转化为叶绿素很重要。该研究证明了使用POR变体和原叶绿素类似物进行实验时,活性位点结构和原叶绿素结构在驱动POR光化学中的重要性。这些研究揭示了POR活性位点如何通过从NADPH进行的局部氢化物转移和沿结构定义的质子转移途径的远距离质子转移促进光驱动的原叶绿素减少。

另外,2019年10月2日,上海交通大学覃文新,荷兰癌症研究所Leila Akkari及René Bernards共同通讯在Nature 在线发表题为"Inducing and exploiting vulnerabilities for the treatment of liver cancer"的研究论文,该研究表明DNA复制激酶CDC7的药理学抑制作用选择性诱导TP53突变的肝癌细胞衰老。后续化学筛查确定抗抑郁药舍曲林(舍曲林抑制mTOR信号传导)为杀伤因抑制CDC7而衰老的肝癌细胞的药物。使用多种肝癌的体内小鼠模型,该研究显示CDC7和mTOR联合抑制的治疗导致肿瘤生长明显降低。总之,CDC7抑制剂与mTOR抑制剂(舍曲林)联合进行治疗在肝癌中带来临床益处,进而降低了肿瘤复发的风险;数据表明利用诱发的脆弱性可能是治疗肝癌的有效方法;

2019年9月4日,上海交通大学医学院第九人民医院黄晶及雷鸣等人(第一单位为中科院上海生化细胞所)在Nature 在线发表题为“Structural basis of nucleosome recognition and modification by MLL methyltransferases”的研究论文,该研究报告人类MLL1和MLL3催化模块与核小体核心颗粒(含有H2BK120ub1或未修饰的H2BK120)的冷冻电子显微镜结构,这些结构证明MLL1和MLL3复合物都与核小体的组蛋白折叠和DNA区域广泛接触,这样可以轻松获得组蛋白H3尾部,这对于H3K4的有效甲基化至关重要。H2B-缀合的泛素化的蛋白直接结合RBBP5,利于MLL1或MLL3与核小体之间的结合。MLL1和MLL3复合物在WDR5,RBBP5和MLL1(或相应的MLL3)亚基之间的界面处显示不同的结构组织,这解释了WDR5在调节两种酶的活性中的相反作用。这些发现改变了我们对在核小体水平上调节MLL活性的结构基础的理解,并突出了核小体调节在组蛋白尾部修饰中的关键作用;

2019年8月16日,上海交通大学的韩礼元、杨旭东共同通讯在Science 在线发表题为“

Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors”的研究论文,该研究通过在软钙钛矿薄膜表面形成强化学键来稳定钙钛矿异质结构,该方法可以在很大程度上阻止钙钛矿组分的损失,从而减少对有机空穴输运层的损伤。此外,异质结构的能带偏移有利于钙钛矿与高温超导材料之间的孔洞提取。在1.02 cm2的孔径范围内制备了效率接近21%的PSCs。具有稳定异质结构的PSC表现出良好的运行稳定性,在最大功率点为100mw cm−2的AM1.5G太阳能灯中,60℃以下运行1000小时,运行后仍保持其初始值的90%。运行后的设备经验证,仍然保持18.6%的稳定效率,仍保持在初始值的90%左右。总而言之,该研究提出了一种构建稳固的钙钛矿半导体异质结的新策略,为钙钛矿电池提高稳定性,早日实现商业化起到了重要推动作用;

全无机钙钛矿的功率转换效率(PCE)低于具有有机阳离子的材料。 这部分是因为这些材料具有更大的带隙。这些材料的立方晶相也表现出差的稳定性。2019年8月9日,上海交通大学环境科学与工程学院赵一新

(上海交通大学为第一单位)联合多个机构团队在Science 在线发表题为“Thermodynamically stabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells with efficiencies >18%”的研究论文,该研究从HPbI3和CsI合成了CsPbI3的正交β相。 该材料表现出更高的稳定性和更有利的带隙,这使得PCE为15%。 用碘化胆碱钝化表面捕获状态将PCE提高至18%

北美,欧洲,日本和中国指南一致建议血压进行动态监测。然而,从传统和动态血压记录得出的众多测量中的哪个血压指数与不良健康结果更密切相关,仍未得到解决。在一些研究中,心血管风险与血压之间的关联对于夜间收集的收缩期的血压读数最为强烈,随后在高血压患者中进行动态血压监测。最近,通过自动血压监测器作为替代方案被引入动态血压监测,但与心血管结局的关联强度未知。2019年8月6日,上海交通大学附属第一人民医院杨文艺等联合国内外多机构合作,在国际顶级医学期刊JAMA(IF=51)

在线发表题为“Association of Office and Ambulatory Blood Pressure With Mortality and Cardiovascular Outcomes”的研究论文,该研究共有11135名参与者中(中位年龄54.7岁,女性占49.3%),2836名参与者死亡和2049名经历了心血管事件,中位随访时间为13.8年。该研究发现,较高的24小时和夜间血压读数与死亡和心血管事件的风险显著相关,包括心血管死亡率,非致命性冠状动脉事件,心力衰竭或中风。总而言之,在这项基于人群的队列研究中,即使在调整其他基于动态血压测量值后,更高的24小时和夜间血压测量值与更大的死亡风险和复合心血管结果显著相关(最高风险增加87%)。因此,24小时和夜间血压可以被认为是用于估计心血管疾病风险的最佳测量值,尽管统计学上,与其他血压指数相比的模型改善很小;

慢性肾病是全球公共卫生挑战,影响全球约10%的人口,包括中国的1.2亿人。贫血(定义为血红蛋白水平<10.0 g / dl)是慢性肾病的并发症,和全球死亡和并发症风险增加密切相关。2019年7月24日,瑞金医院陈楠、华山医院郝传明等人在医学顶级期刊新英格兰医学杂志NEJM

(IF=71)背靠背发表两篇研究型文章,这两篇文章分别是“Roxadustat for Anemia in Patients with Kidney Disease Not Receiving Dialysis”和“Roxadustat Treatment for Anemia in Patients Undergoing Long-Term Dialysis”。这两篇文章提出了长期透析贫血患者和未经透析的贫血患者使用罗沙司他的疗效!最后,NEJM还同时配发了题为“Roxadustat and Anemia of Chronic Kidney Disease”的点评文章,详细分析了这两项临床研究的重要意义及仍待解决的临床问题;

2019年7月18日,上海交通大学医学院附属仁济医院南院风湿科叶霜团队在新英格兰医学杂志NEJM (IF=71)发表上发表题为Tofacitinib in Amyopathic Dermatomyositis–Associated Interstitial Lung Disease的文章,该文章发现Janus激酶(JAK)抑制剂托法替布可显著改善MDA5阳性的早期阶段的无肌病型皮肌炎-间质性肺病(ADM-ILD)患者的生存;

2019年4月25日,中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲,中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所杨力和上海交通大学医学院附属仁济医院沈南共同通讯在

Cell 在线发表题为“Structure and Degradation of Circular RNAs Regulate PKR Activation in Innate Immunity”的研究论文,该研究首次发现环形RNA在细胞受病毒感染时被核糖核酸酶RNase L降解的过程,并解析了环形RNA形成16-26 bp的双链RNA茎环结构,并以此为基础结合天然免疫因子PKR的特性。深入研究发现,在正常细胞状态下,环形RNA通过结合PKR并抑制其活性,避免了PKR过度激活引起免疫反应

上交大连续发表2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA


作为叶绿素生物合成途径中的光驱动步骤,POR反应是引发植物幼苗发芽的诱因,并引起植物形态发育的显著变化。鉴于此至关重要的生物学作用,POR成为众多生物物理研究的重点。时间分辨(飞秒级至秒级)和低温光谱学方法的结合提供了对一系列光合生物(包括蓝细菌和植物)中POR光催化机制的一些理解。

上交大连续发表2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA

光驱动的Pchlide C-17–C-18双键还原形成叶绿素


原叶绿素(Pchlide)分子中的皮秒激发态动力学被认为会导致底物与活性位点残基之间的激发态相互作用,这是触发后续反应化学所必需的 。这涉及从NADPH依次转移氢化物当量和从活性位点残基或溶剂转移质子。质子转移依赖于溶剂动力学和微秒时间尺度上发生的扩展的蛋白质运动的隐含网络。


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光依赖性POR的晶体结构


来自NADPH的氢化物转移没有协同作用,而是以逐步的方式发生,涉及从NADPH的Plide激发态电子转移,然后是质子偶合的电子转移,这代表了氢化物当量逐步转移的第一个例子。这些时间分辨的研究提供了在广泛的时间范围内(从飞秒到秒)的催化化学的见解,但是所需的POR光催化的结构基础仍然未知。需要这种结构背景来了解蛋白质结构如何控制底物的结合,激发态化学,键的形成和/或断裂以及光催化的动力学。


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POR-Plide-NADPH三元复合物的结构模型


该研究报告从嗜热球菌和Synechocystis sp的蓝藻游离形式及与烟酰胺辅酶复合的POR的晶体结构。三元原叶绿素内酯-NADPH-POR复合物的结构模型和模拟确定了POR活性位点中的多种相互作用,这对于原叶绿素内酯的结合,光敏化和光化学转化为叶绿素很重要。


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POR中光依赖反应化学的结构基础


该研究证明了使用POR变体和原叶绿素类似物进行实验时,活性位点结构和原叶绿素结构在驱动POR光化学中的重要性。这些研究揭示了POR活性位点如何通过从NADPH进行的局部氢化物转移和沿结构定义的质子转移途径的远距离质子转移促进光驱动的原叶绿素减少。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1685-2


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