上交大連續發表2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA

2019軟科世界大學學術排名於近期發佈正式發佈。排名展示了全球領先的1000所研究型大學,中國內地共有132所大學上榜,

上海交通大學首次躋身世界百強,位列世界第82。另外,在8月16日,國家自然科學基金委員會公佈了基金情況,上海交通大學所獲得資助項目及金額都是位居全國前列。

就在2019年,上海交通大學發表了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系統總結了這些成果:

原葉綠素內酯氧化還原酶(POR)催化葉綠素生物合成中的光依賴性步驟,這對光合作用至關重要,並最終對地球上的所有生命至關重要。POR是三種已知的光依賴性酶之一,它催化光敏劑和底物原葉綠素的還原,形成色素葉綠素。儘管其生物學重要性,POR光催化的結構基礎仍然未知。

2019年10月23日,上海交通大學醫學院周愛武,中國農業科學院生物技術研究所程奇及曼徹斯特大學Nigel S. Scrutton共同通訊在Nature 在線發表題為“Structural basis for enzymatic photocatalysis in chlorophyll biosynthesis”的研究論文,該研究解析了嗜熱球菌和Synechocystis sp的藍藻遊離形式及與煙酰胺輔酶複合的POR的晶體結構

。三元原葉綠素內酯-NADPH-POR複合物的結構模型和模擬確定了POR活性位點中的多種相互作用,這對於原葉綠素內酯的結合,光敏化和光化學轉化為葉綠素很重要。該研究證明了使用POR變體和原葉綠素類似物進行實驗時,活性位點結構和原葉綠素結構在驅動POR光化學中的重要性。這些研究揭示了POR活性位點如何通過從NADPH進行的局部氫化物轉移和沿結構定義的質子轉移途徑的遠距離質子轉移促進光驅動的原葉綠素減少。

另外,2019年10月2日,上海交通大學覃文新,荷蘭癌症研究所Leila Akkari及René Bernards共同通訊在Nature 在線發表題為"Inducing and exploiting vulnerabilities for the treatment of liver cancer"的研究論文,該研究表明DNA複製激酶CDC7的藥理學抑制作用選擇性誘導TP53突變的肝癌細胞衰老。後續化學篩查確定抗抑鬱藥舍曲林(舍曲林抑制mTOR信號傳導)為殺傷因抑制CDC7而衰老的肝癌細胞的藥物。使用多種肝癌的體內小鼠模型,該研究顯示CDC7和mTOR聯合抑制的治療導致腫瘤生長明顯降低。總之,CDC7抑制劑與mTOR抑制劑(舍曲林)聯合進行治療在肝癌中帶來臨床益處,進而降低了腫瘤復發的風險;數據表明利用誘發的脆弱性可能是治療肝癌的有效方法;

2019年9月4日,上海交通大學醫學院第九人民醫院黃晶及雷鳴等人(第一單位為中科院上海生化細胞所)在Nature 在線發表題為“Structural basis of nucleosome recognition and modification by MLL methyltransferases”的研究論文,該研究報告人類MLL1和MLL3催化模塊與核小體核心顆粒(含有H2BK120ub1或未修飾的H2BK120)的冷凍電子顯微鏡結構,這些結構證明MLL1和MLL3複合物都與核小體的組蛋白摺疊和DNA區域廣泛接觸,這樣可以輕鬆獲得組蛋白H3尾部,這對於H3K4的有效甲基化至關重要。H2B-綴合的泛素化的蛋白直接結合RBBP5,利於MLL1或MLL3與核小體之間的結合。MLL1和MLL3複合物在WDR5,RBBP5和MLL1(或相應的MLL3)亞基之間的界面處顯示不同的結構組織,這解釋了WDR5在調節兩種酶的活性中的相反作用。這些發現改變了我們對在核小體水平上調節MLL活性的結構基礎的理解,並突出了核小體調節在組蛋白尾部修飾中的關鍵作用;

2019年8月16日,上海交通大學的韓禮元、楊旭東共同通訊在Science 在線發表題為“

Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors”的研究論文,該研究通過在軟鈣鈦礦薄膜表面形成強化學鍵來穩定鈣鈦礦異質結構,該方法可以在很大程度上阻止鈣鈦礦組分的損失,從而減少對有機空穴輸運層的損傷。此外,異質結構的能帶偏移有利於鈣鈦礦與高溫超導材料之間的孔洞提取。在1.02 cm2的孔徑範圍內製備了效率接近21%的PSCs。具有穩定異質結構的PSC表現出良好的運行穩定性,在最大功率點為100mw cm−2的AM1.5G太陽能燈中,60℃以下運行1000小時,運行後仍保持其初始值的90%。運行後的設備經驗證,仍然保持18.6%的穩定效率,仍保持在初始值的90%左右。總而言之,該研究提出了一種構建穩固的鈣鈦礦半導體異質結的新策略,為鈣鈦礦電池提高穩定性,早日實現商業化起到了重要推動作用;

全無機鈣鈦礦的功率轉換效率(PCE)低於具有有機陽離子的材料。 這部分是因為這些材料具有更大的帶隙。這些材料的立方晶相也表現出差的穩定性。2019年8月9日,上海交通大學環境科學與工程學院趙一新

(上海交通大學為第一單位)聯合多個機構團隊在Science 在線發表題為“Thermodynamically stabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells with efficiencies >18%”的研究論文,該研究從HPbI3和CsI合成了CsPbI3的正交β相。 該材料表現出更高的穩定性和更有利的帶隙,這使得PCE為15%。 用碘化膽鹼鈍化表面捕獲狀態將PCE提高至18%

北美,歐洲,日本和中國指南一致建議血壓進行動態監測。然而,從傳統和動態血壓記錄得出的眾多測量中的哪個血壓指數與不良健康結果更密切相關,仍未得到解決。在一些研究中,心血管風險與血壓之間的關聯對於夜間收集的收縮期的血壓讀數最為強烈,隨後在高血壓患者中進行動態血壓監測。最近,通過自動血壓監測器作為替代方案被引入動態血壓監測,但與心血管結局的關聯強度未知。2019年8月6日,上海交通大學附屬第一人民醫院楊文藝等聯合國內外多機構合作,在國際頂級醫學期刊JAMA(IF=51)

在線發表題為“Association of Office and Ambulatory Blood Pressure With Mortality and Cardiovascular Outcomes”的研究論文,該研究共有11135名參與者中(中位年齡54.7歲,女性佔49.3%),2836名參與者死亡和2049名經歷了心血管事件,中位隨訪時間為13.8年。該研究發現,較高的24小時和夜間血壓讀數與死亡和心血管事件的風險顯著相關,包括心血管死亡率,非致命性冠狀動脈事件,心力衰竭或中風。總而言之,在這項基於人群的隊列研究中,即使在調整其他基於動態血壓測量值後,更高的24小時和夜間血壓測量值與更大的死亡風險和複合心血管結果顯著相關(最高風險增加87%)。因此,24小時和夜間血壓可以被認為是用於估計心血管疾病風險的最佳測量值,儘管統計學上,與其他血壓指數相比的模型改善很小;

慢性腎病是全球公共衛生挑戰,影響全球約10%的人口,包括中國的1.2億人。貧血(定義為血紅蛋白水平<10.0 g / dl)是慢性腎病的併發症,和全球死亡和併發症風險增加密切相關。2019年7月24日,瑞金醫院陳楠、華山醫院郝傳明等人在醫學頂級期刊新英格蘭醫學雜誌NEJM

(IF=71)背靠背發表兩篇研究型文章,這兩篇文章分別是“Roxadustat for Anemia in Patients with Kidney Disease Not Receiving Dialysis”和“Roxadustat Treatment for Anemia in Patients Undergoing Long-Term Dialysis”。這兩篇文章提出了長期透析貧血患者和未經透析的貧血患者使用羅沙司他的療效!最後,NEJM還同時配發了題為“Roxadustat and Anemia of Chronic Kidney Disease”的點評文章,詳細分析了這兩項臨床研究的重要意義及仍待解決的臨床問題;

2019年7月18日,上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院南院風溼科葉霜團隊在新英格蘭醫學雜誌NEJM (IF=71)發表上發表題為Tofacitinib in Amyopathic Dermatomyositis–Associated Interstitial Lung Disease的文章,該文章發現Janus激酶(JAK)抑制劑託法替布可顯著改善MDA5陽性的早期階段的無肌病型皮肌炎-間質性肺病(ADM-ILD)患者的生存;

2019年4月25日,中國科學院生物化學與細胞生物學研究所陳玲玲,中國科學院-馬普學會計算生物學夥伴研究所楊力和上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院沈南共同通訊在

Cell 在線發表題為“Structure and Degradation of Circular RNAs Regulate PKR Activation in Innate Immunity”的研究論文,該研究首次發現環形RNA在細胞受病毒感染時被核糖核酸酶RNase L降解的過程,並解析了環形RNA形成16-26 bp的雙鏈RNA莖環結構,並以此為基礎結合天然免疫因子PKR的特性。深入研究發現,在正常細胞狀態下,環形RNA通過結合PKR並抑制其活性,避免了PKR過度激活引起免疫反應

上交大連續發表2篇Science,3篇Nature,1篇Cell,4篇NEJM及JAMA


作為葉綠素生物合成途徑中的光驅動步驟,POR反應是引發植物幼苗發芽的誘因,並引起植物形態發育的顯著變化。鑑於此至關重要的生物學作用,POR成為眾多生物物理研究的重點。時間分辨(飛秒級至秒級)和低溫光譜學方法的結合提供了對一系列光合生物(包括藍細菌和植物)中POR光催化機制的一些理解。

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光驅動的Pchlide C-17–C-18雙鍵還原形成葉綠素


原葉綠素(Pchlide)分子中的皮秒激發態動力學被認為會導致底物與活性位點殘基之間的激發態相互作用,這是觸發後續反應化學所必需的 。這涉及從NADPH依次轉移氫化物當量和從活性位點殘基或溶劑轉移質子。質子轉移依賴於溶劑動力學和微秒時間尺度上發生的擴展的蛋白質運動的隱含網絡。


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光依賴性POR的晶體結構


來自NADPH的氫化物轉移沒有協同作用,而是以逐步的方式發生,涉及從NADPH的Plide激發態電子轉移,然後是質子偶合的電子轉移,這代表了氫化物當量逐步轉移的第一個例子。這些時間分辨的研究提供了在廣泛的時間範圍內(從飛秒到秒)的催化化學的見解,但是所需的POR光催化的結構基礎仍然未知。需要這種結構背景來了解蛋白質結構如何控制底物的結合,激發態化學,鍵的形成和/或斷裂以及光催化的動力學。


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POR-Plide-NADPH三元複合物的結構模型


該研究報告從嗜熱球菌和Synechocystis sp的藍藻遊離形式及與煙酰胺輔酶複合的POR的晶體結構。三元原葉綠素內酯-NADPH-POR複合物的結構模型和模擬確定了POR活性位點中的多種相互作用,這對於原葉綠素內酯的結合,光敏化和光化學轉化為葉綠素很重要。


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POR中光依賴反應化學的結構基礎


該研究證明了使用POR變體和原葉綠素類似物進行實驗時,活性位點結構和原葉綠素結構在驅動POR光化學中的重要性。這些研究揭示了POR活性位點如何通過從NADPH進行的局部氫化物轉移和沿結構定義的質子轉移途徑的遠距離質子轉移促進光驅動的原葉綠素減少。

參考消息:

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


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