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胆固醇晶体相关的资讯

  • 鸡蛋胆固醇不可怕,降低炎症也有它
    鸡蛋胆固醇不可怕,降低炎症也有它糖尿病患者早餐吃一个鸡蛋和吃一碗燕麦粥是一样健康的?甚至鸡蛋更健康?College of Agriculture, Health, and Natural Resources的营养学教授Maria-Luz Fernandez的最新研究成果表示鸡蛋可能对糖尿病患者属于更健康的饮食。Fernandez教授和她的同事们得到的证据表明,一个鸡蛋可能不仅属于糖尿病患者饮食中可以接受的类别,它可能会被证明提供意想不到的保护,防止潜在的可能导致心脏疾病的炎症进程。这篇研究发表在最近的Nutrients。Fernandez教授解释说,糖尿病影响了近25万美国人和全球各地多达400万人的生活。糖尿病患者往往需要控制他们的饮食——包括避免高脂肪、胆固醇、钠和糖。大多数糖尿病患者都了解。吃谷物如燕麦片是有好处的。而鸡蛋因为它的胆固醇含量,不属于合适饮食。但Fernandez教授和她的同事们质疑这种假设。不能忽视的事实是:鸡蛋充满了高质量的蛋白质和其他有价值的营养元素;在世界大部分地区市场都有供应,而且容易煮食。此外,它们的味道很好。“鸡蛋含有类胡萝卜素叶黄素和玉米黄素,是天然的色素,能够防止体内氧化应激和炎症,”Fernandez教授表示。研究人员选择了患有2型糖尿病的个体,所有个体都经过医生的诊治,并且病情在良好的控制之下。参与者随机选择每天消耗一个鸡蛋或一碗燕麦粥,并持续五周。再经过三周间歇期。在每个周期结束时,研究人员需要测量的所有主要和次要指标。在13周结束时,研究者发现血浆中总胆固醇,LDL,甘油三酯,血糖,或者其他任何参数的水平在两组之间并没有差异。这很有趣,因为之前的预期结果是燕麦片饮食会比鸡蛋好。而事实证明,两者效果类似。但真正让人吃惊的是,炎症过程的标记物在鸡蛋组的含量是下降的。这一发现的重要意义是糖尿病患者有一个明显特征是具有低度炎症,通过食用鸡蛋,炎症被降低。肿瘤坏死因子(TNF)-α和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)的水平降低。该研究是临床干预实验。不过持续时间短,而且没有包括未经控制的糖尿病患者和有并发症的糖尿病患者。研究人员计划未来会在较长的时间段内测量一个较大的队列
  • 江苏省计量院研制的甲醇中胆固醇溶液标准物质通过定级鉴定
    近日,全国标准物质管理委员会召开国家二级标准物质评审会,江苏省计量院化学所研制的甲醇中胆固醇溶液标准物质(2种)通过专家评审。   评审会上,项目负责人就此次申报的溶液标准物质的制备过程、定值方法、均匀性及稳定性考察、不确定度评定等方面内容进行了汇报。最终,专家组一致同意江苏省计量院研制的甲醇中胆固醇溶液标准物质(2种)通过国家二级标准物质的定级鉴定。   液相色谱仪作为一种常见的分析仪器,广泛应用于食品医药、环境化学、石油化工等行业相关产品的分析,台件保有量巨大。本次通过的甲醇中胆固醇溶液标准物质可用于液相色谱仪示差折光检测仪和蒸发光散射检测器的检定和校准工作。   近5年来,江苏省计量院化学所在各类科研项目的支持下,研制并获批国家有证标准物质19种,包括气体、有机溶液、无机溶液等多个品种。通过总结研制经验和专家指导意见,江苏省计量院将加大标准物质研制投入力度,为提升检测技术和科研能力,拓宽产业计量业务维度贡献更多力量。
  • Cell最新:高胆固醇可使肠癌发展增速100倍
    p style=" text-indent: 2em " 《细胞》子刊:高胆固醇竟会加速干细胞增殖,使肠道肿瘤生长加速100倍! /p p   在以往的研究中我们发现:高胆固醇饮食和胃肠道癌症密切相关。但是高胆固醇和胃肠道癌之间到底存在着什么样的联系呢? /p p   在最近一期的《Cell Stem Cell》上,一篇名为“Phospholipid Remodeling and Cholesterol Availability Regulate Intestinal Stemness and Tumorigenesis”的文章揭开了高胆固醇促进癌症发展的一角:发现小肠干细胞中一旦缺少某种酶,癌症就会开始疯狂增长,最终可使癌症发展速度增加100倍! /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/a09f5498-822c-4b04-a679-8d9bdb577392.jpg" / /p p   来自加利福尼亚大学洛杉矶分校参与本次研究的Peter Tontonoz教授说道:“我们发现胆固醇会影响小肠干细胞的增殖速度,从而加速肿瘤形成速度,而相对于正常的水平来说,这个加速过程高达100倍!” /p p   丢失的酶,疯长的干细胞! /p p   Tontonoz教授在研究中发现:缺少了Lpcat3酶之后,小肠干细胞开始疯狂增殖。于是研究人员开始研究Lpcat3酶的作用。在小鼠模型中,研究人员利用荧光标记法标记了小鼠的肠道细胞,结果发现:缺失Lpcat3酶的小肠干细胞,增殖速度接近正常情况下的3倍! /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/53bb7384-b92c-492c-9497-644c25d04300.jpg" / /p p   为此,研究人员开始探索Lpcat3酶缺失到底怎样促进干细胞增长。而在这里,便牵出了我们的主角:胆固醇。 /p p   干细胞疯狂增长背后:都是高胆固醇惹的祸! /p p   为了探索Lpcat3酶的作用,研究人员进行了进一步研究,发现在Lpcat3酶缺失细胞中,促进胆固醇合成的基因表达上调! /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/24b36d50-a542-4702-a9af-e2f5a8f484aa.jpg" / /p p   那么干细胞增长和高胆固醇之间有什么关系呢? /p p   研究人员在缺少Lpcat3酶表达的细胞中加入了抑制胆固醇合成的药物,结果发现干细胞的疯狂增长停滞! /p p   而为了进一步弄清楚高胆固醇和干细胞增长之间的关系,研究人员在小鼠模型中进行了实验:高胆固醇饮食的小鼠体内小肠干细胞的增速比正常的小鼠快了五分之一! /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/4a7c3fdc-0eb8-4e21-99b1-ec833841680e.jpg" / /p p   疯狂增长的干细胞成了癌细胞生长的温床。通过小鼠的肠癌模型发现:在缺少Lpcat3酶的小鼠体中,肿瘤细胞的发生发展更快,小鼠的生存期大大缩短! /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/2fe37f59-f46b-4d72-89ae-029735f07ff2.jpg" / /p p   研究人员说道:“高胆固醇使得干细胞的增殖能力增加,从而使肠道内的癌症疯狂增长,增速高达100倍!”胆固醇是人体必需的元素,是细胞膜的重要构成部分,但是富含饱和脂肪和反式脂肪的食物却会为机体带来不必要的胆固醇,这会使得我们机体的胆固醇不断升高。 /p p   因此,参与此次研究的Tontonoz教授说道:“我们应该避免使用过多加工过的食物:比如红肉。”在下一个阶段,研究人员将研究胆固醇在其他癌症中的作用。与此同时,本次研究也为他汀类药物降低癌症风险提供了一定的佐证。 /p p   而在饮食选择方面,合理的摄入营养元素才是健康的选择。多吃蔬菜水果。 /p
  • GPC凝胶净化鉴别地沟油与植物油中胆固醇含量
    据近日报道,公安部指挥破获了浙鲁豫等地利用地沟油制售食用油特大案件。 今年6月以来,北京市食品安全监控中心多次组织多家有关单位的专家,对地沟油鉴定技术开展评估。在将近3个月时间中,检测人员综合运用色谱分析、光谱分析、理化分析及基因鉴定技术等现代分析测试手段,对地沟油鉴定开展了技术攻关,先后对80余个技术指标进行了全方位的筛选,确定了多环芳烃、胆固醇、电导率、特定基因等四大类、20余项有重要鉴别意义的项目,初步建立了地沟油检测的指标体系。   其中,胆固醇是一项重要鉴别项目。食用植物油中一般不含胆固醇或含量极低。根据地沟油中可能含有动物源性成分,可以推断如果检出胆固醇并超过一定范围,可怀疑该油脂为地沟油。 通过我们的相关实验表明,作为油脂性样品净化的**技术之一,凝胶色谱净化(GPC净化)可以发挥非常好的作用,在鉴别地沟油这项艰巨任务中,有着很大的应用潜力。请看相关应用报告。 点击下载:凝胶色谱净化-高效液相色谱法测定食用油中的胆固醇
  • 地沟油中多环芳烃和胆固醇检测耗材选择指南
    地沟油&rdquo 检验向来具有很高的技术难度,国内某机构在筛查了&ldquo 地沟油&rdquo 可能涉及的80多个技术检验项目后,已经找到了包括多环芳烃、胆固醇、电导率和特定基因组成等4类能够排查&ldquo 地沟油&rdquo 的有效指标,初步建立了&ldquo 地沟油&rdquo 检验的指标体系。 上海安谱公司参考《GB 23213-2008 植物油中多环芳烃的测定》和《GB 25223-2010 动植物油脂甾醇组成和甾醇总量的测定》推荐以下色谱耗材! 下载:地沟油中多环芳烃和胆固醇检测耗材选择指南.pdf 上海安谱科学仪器有限公司 地址:上海市斜土路2897弄50号海文商务楼5层 [200030] 电话:86-21-54890099 传真:86-21-54248311 网址:www.anpel.com.cn 联系方式:shanpel@anpel.com.cn 技术支持:techservice@anpel.com.cn
  • 武汉大学宋保亮团队揭示胆固醇代谢新机制,对治疗心血管等疾病有重大潜在应用
    胆固醇作为具有四环的脂质,是一种难以分解的强促炎分子,可加速动脉粥样硬化和非酒精性脂肪性肝炎。高胆固醇是心血管疾病的主要危险因素,目前没有药物能够通过直接促进胆固醇排泄来降低胆固醇。人类遗传学研究发现,功能丧失的去唾液酸糖蛋白受体1 (Asialoglycoprotein receptor 1, ASGR1) 变体与低胆固醇和降低心血管疾病风险有关。ASGR1仅在肝脏中表达并介导血液去唾液酸糖蛋白的内化和溶酶体降解。然而,ASGR1影响胆固醇代谢的机制尚不清楚。2022年8月3日,武汉大学宋保亮团队在Nature 在线发表题为“Inhibition of ASGR1 decreases lipid levels by promoting cholesterol excretion”的研究论文。该论文发现Asgr1缺乏通过稳定肝X受体α (liver X receptor α, LXRα) 来降低血清和肝脏中的脂质水平,LXRα上调ABCA1和ABCG5/G8,这分别促进胆固醇转运到高密度脂蛋白和排泄到胆汁和粪便。ASGR1缺乏阻断糖蛋白的内吞作用和溶酶体降解,降低溶酶体中的氨基酸水平,从而抑制mTORC1并激活AMPK,一方面AMPK通过减少其泛素连接酶BRCA1/BARD1来增加LXRα;另一方面,AMPK抑制控制脂肪生成的甾醇调节元件结合蛋白 (sterol regulatory element-binding protein, SREBP1)。抗ASGR1中和抗体通过增加胆固醇排泄来降低血脂水平,并显示出与阿托伐他汀或依折麦布这两种广泛使用的降胆固醇药物的协同有益作用。总之,该研究表明靶向ASGR1可上调LXRα、ABCA1和ABCG5/G8,抑制SREBP1和脂肪生成,从而促进胆固醇排泄并降低血脂水平。胆固醇稳态是通过肠道胆固醇吸收、血浆脂蛋白摄取、从头生物合成以及胆固醇分解代谢和排泄之间的复杂相互作用实现的。迄今为止,降胆固醇药物主要分为三大类:他汀类药物是3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶 (HMGCR) 的竞争性抑制剂,通过降低胆固醇生物合成和上调低密度脂蛋白 (LDL) 受体 (LDLR) 提高低密度脂蛋白 (LDL) 摄取来降低血浆胆固醇;依折麦布是一种肠道胆固醇吸收抑制剂,通过抑制Niemann-Pick C1样1的内吞作用来阻止胆固醇摄入;PCSK9抑制剂通过稳定LDLR4增加肝脏LDL摄取。尽管这些药物已被广泛使用,但仍有很大一部分患者患有复发性心血管疾病 (cardiovascular disease, CVD),他们的 LDL 胆固醇水平未能达到指南中推荐的目标水平。最重要的是,这些现有的降胆固醇药物都没有通过直接促进胆固醇分解代谢或排泄来降低胆固醇。mTORC1和AMPK是感知细胞营养和控制新陈代谢的两个主要调节器,它们通过多种机制受到反向调控。尽管AMPK已被提议作为代谢疾病的潜在治疗靶点,但泛AMPK激动剂会导致心脏肥大,从而阻碍其临床应用。除了激活AMPK的组织特异性作用外,细胞AMPK还受药物、营养物质和AMP的不同调节,导致不同靶点的磷酸化。因此,选择性激活AMPK对于在没有副作用的情况下开发药物至关重要。胆固醇通过ABCG5和ABCG8异二聚体排泄到胆汁和肠腔。ABCG5或ABCG8突变导致谷甾醇血症,这是一种以甾醇积累和过早动脉粥样硬化为特征的罕见疾病。小鼠肝脏中过表达ABCG5/G8基因增加了肝胆分泌胆固醇同时降低了血浆胆固醇。ABCG5/G8的表达主要受LXR在转录水平上的调节,LXR的药理激活通过上调ABCG5/G8增加胆固醇流出。然而,LXR也增加了SREBP1(也称为 ADD1),它驱动脂肪酸生物合成基因的表达,导致肝脏脂肪有害变性和高甘油三酯血症。因此,在临床上直接使用LXR激动剂不能用于治疗高胆固醇血症。该研究揭示mTORC1和AMPK可以被ASGR1所调控。mTORC1被去唾液酸糖蛋白的溶酶体消化释放的氨基酸激活,这些氨基酸通过ASGR1介导的内吞作用进入肝细胞。抑制ASGR1会阻断受体介导的内化和随后的去唾液酸糖蛋白的溶酶体消化,从而激活AMPK并抑制mTORC1。这种机制为选择性激活AMPK提供了高度定位的信号。ASGR1的调控LXR的机制模型(图源自Nature )胆固醇流出通过增加LXRα和ABCG5/G8,LXRα使ABCA1升高,显示更高的高密度脂蛋白 (HDL) 胆固醇和更低的低密度脂蛋白 (LDL) 胆固醇,也改善了脂蛋白谱。由于mTORC1抑制和AMPK激活,SREBP1被抑制,因此阻止了脂肪生成。此外,缺失Ttc39b增加了LXRα和ABCG5/G8而没有激活SREBP1,证实ABCG5/G8的表达可以与SREBP1的表达分离。由于ASGR1几乎只在肝细胞中表达,因此靶向ASGR1绕过了泛AMPK激动剂的不良副作用,为肝脏特异性激活AMPK和抑制mTORC1 铺平了道路。总之,该研究提供了一种独特的降低胆固醇的方法,抑制ASGR1会增加胆汁和粪便中的胆固醇排泄,ASGR1的功能丧失变体与降低非HDL胆固醇和减少复发性心血管疾病相关,这提示抑制ASGR1是治疗心血管疾病安全有效的方法。原文链接https://www.nature.com/articles/s41586-022-05006-3
  • Monolith互作荣登Cell:清华/南方医大团队发现降低胆固醇新激素
    01研究背景在生命科学领域,肠道吸收胆固醇和肝脏合成新胆固醇之间的相互平衡对维持胆固醇的平衡至关重要,然而人们对这些过程的调节机制仍然知之甚少。本期案例研究首次发现并命名了一种肠道激素——Cholesin(肠抑脂素),并揭示了Cholesin在调控机体胆固醇稳态方面的作用和调控机制。Cholesin-GPR146信号轴介导了肠道胆固醇吸收和对肝脏胆固醇合成的抑制作用,这种新发现的激素胆固醇素有望成为防治高胆固醇血症和动脉粥样硬化的有效药物。下面,让我们一起探究这篇近期发表在Cell的优质文章吧!https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.02.024IF: 64.5 Q102研究内容近日,清华大学生命科学学院王一国副教授和南方医科大学南方医学院张惠杰教授在国际知名期刊Cell上发表了 “A gut-derived hormone regulates cholesterol metabolism” 的论文。在此项研究中,作者选用NanoTemper公司的Monolith分子互作仪进行其中肠抑脂素受体的验证工作,MST的技术优势不负众望并发挥了重要作用。为了研究GPR146是否是Cholesin的受体,研究团队使用Monolith分子互作仪检测了Gpr146—/—在小鼠组织中Cholesin的结合情况。在Gpr146—/—小鼠的组织和原代肝细胞中,Cholesin的结合完全消失。进一步的实验证实Cholesin与GPR146的结合具有很高的亲和力。根据GPR146的保守性和预测结构,研究团队通过将6个氨基酸与丙氨酸重置生成了GPR146的突变体。与WTGPR146相比,突变体GPR146对Cholesin的亲和力明显降低,并且无法恢复GPR146—/—原代肝细胞与Cholesin的结合。所有这些体外和体内结合实验都证明GPR146是Cholesin的受体。在此验证工作的基础上,科研团队继续开展后续的实验。图1. 微量热泳动技术(MST)定量测定肠抑脂素-His与GPR146 (野生型或突变体)的结合亲和力。蓝色曲线代表的是野生型GPR146与肠抑脂素-His的结合,平衡解离常数是21.34±0.98 nM 红色曲线代表的是突变型GPR146与肠抑脂素-His的结合。平衡解离常数是971.0±91.5 nM。03技术优势在这篇科研工作中,通过微量热泳动(MST)技术检测到野生型和突变型肠抑脂素-His对GPR146结合的验证。该技术对于分子互作亲和力的检测,Monolith系列仪器不依赖于分子量的改变,蛋白用量少,可以在溶液中表征肠抑脂素-His与GPR146的亲和力,十分有利于蛋白的结构平衡。Monolith分子互作检测仪(点击图片 查看更多)
  • 美国辉瑞召回一批降胆固醇药立普妥
    美国辉瑞制药公司12月21日宣布召回一批总量约1.9万瓶的降胆固醇药立普妥,原因是有消费者投诉称该药物的瓶体散发“异常”气味。   辉瑞公司在一项声明中说,立普妥的药瓶是由外部制造商提供的,但辉瑞没有提供该厂家的具体名称。辉瑞还表示,瓶体散发的异味对患者身体健康所造成的影响“微乎其微”。   自今年8月以来,由于瓶体散发异味,辉瑞已先后4次召回立普妥,召回的药品总量超过36万瓶。该气味来自一种名为2,4,6-三溴苯甲醚的化合物,它常被用作木材防腐剂。   声明称,此次召回事件不会引起立普妥的市场供应短缺。立普妥是美国最畅销的处方药,去年销售额累计达75亿美元。
  • Science:​颜宁/闫创业合作解析固醇感受器分子机制
    SREBP( sterol regulatory element-binding protein)信号通路通过一系列负反馈机制调控着细胞内固醇类物质的稳态。SREBP 是一类可以结合 sterol 调控元件序列的转录因子,属于 basic-helix-loop-helix leucine zipper (bHLH-zip) 家族。哺乳动物中,SREBP 有三种不同的形式,分别是 SREBP-1a, SREBP-1c 和 SREBP-2。SREBP-1 系列主要负责脂肪的从头合成,a 和 c 在不同的组织中的表达谱不一样;SREBP-2 主要负责胆固醇的代谢和稳态【1,2】。在未激活状态下,SREBP 的 N-terminal 转录因子结构域和 C-terminal 调节结构域由两个跨膜结构域相连,像发卡一样卡在 ER 膜上,并且两端结构域此时都面对着胞质,而连接两个跨膜结构域的 loop 大概有 30 个氨基酸在 ER 的内腔(图 1)。SREBP 的 C-terminal 结构域组成型的结合 Scap (SREBP cleavage-activating protein) 蛋白的 C 端 WD40 结构域。在 WD40 结构域前,Scap 蛋白还包含 8 个跨膜结构域,其中 S2-S6 是固醇感受器结构域(sterol-sensing domain, SSD)【1-3】(图 1)。当 sterol 比较丰富时,Scap 和另一个 ER 上的膜蛋白 Insig-1/2 (insulin-induced gene) 相互作用,此时 Scap 和 SREBP-2 也相互结合在 ER 的膜上。Scap 和 Insig 的结合需要胆固醇或胆固醇的类似物参与,比如 25-hydroxycholesterol (25HC)。当 sterol 水平下降时,Insig 和 Scap 不再相互作用,此时 Scap 会经历一系列结构变化去暴露出它的膜泡转运信号「MELADL」,于是 Scap 拽着 SREBP-2 一起,会在 COPII 介导的囊泡运输作用下从 ER 转运到高尔基体。一旦到了高尔基体,SREBP-2/Scap 复合物就会遇到活化的蛋白酶,S1P (site-1 protease) 和 S2P。S1P 首先会把 SREBP 两个跨膜结构域的 loop 切断,将 SREBP 分成两个部分,此时每一部分仍然有一个跨膜结构域保留在膜上。随后 S2P 会继续在连接 SREBP N 端结构域的跨膜区切割,于是 SREBP 的 N 端转录因子结构域被释放,然后进核启动相关基因的表达【1-3】(图 1)。图 1. SREBP 信号通路简化示意图 尽管这条信号通路已经发现了几十年,但是具体的结构信息和分子机制仍然尚未被完全阐述。2021 年 1 月 15 日,Science 杂志在线发表了来自颜宁和闫创业合作发表,题为 A structure of human Scap bound to Insig-2 suggests how their interaction is regulated by sterols 的研究长文,通过冷冻电镜技术, 解析了人源 Scap 和 Insig-2 包含 25HC 分子的复合物结构,揭示了固醇类分子调节 SREBP 信号通路的分子机制。为了阐明该信号通路分子机制,在此前,一些低等物种的同源结构也有被陆续解析。比如,来自古细菌的 S2P MjS2P 的晶体结构【4】,分枝杆菌 Insig 同源结构 MvINS【5】,和来自酵母的 SREBP 和 Scap C 端结构域的同源蛋白,Sre1【6】和 Scp1【7】。SSD 结构域在很多蛋白中可见,并且有很多工作已经揭示了 SSD 的结构信息,比如 Niemann-Pick type C (NPC1), Patched 1 (Ptch1), NPC1L1, 和 Dispatched 蛋白的冷冻电镜结构【8-13】。尽管如此,在 SREBP 信号通路中,25HC(或其他类固醇分子)的结合位点和 Scap 与 Insig 的相互作用机制仍然未知。此外,此前报道显示 Insig 结合 25HC 而不是胆固醇,然而 Scap 却只能结合通过它的内腔结构域(Loop1)结合胆固醇。为了更加清晰的阐述相关分子机制,作者结合生化和冷冻电镜技术,解析了 Scap_Insig-2_25HC 三者的复合物结构。结构中,跨膜结构域的平均分辨率 3.7 Å。Scap 的 SSD 和 Insig-2 的所有跨膜区结构都被解析,其中 25HC 分子像三明治一样夹在 Scap 的 S4-S6 部分和 Insig-2 的 TM3/4 之间(图 2)。图 2. Insig-2 和 Scap 包含 25HC 的复合物结构结构显示,Scap 的 S4 中间「解旋」状态部分对于 25HC 的结合和 Insig 相互作用至关重要。Scap 的跨膜结构域与 NPC1 和 Ptch1 类似,但是 Scap 在 S4 区域有一个特别之处 —Scap 的 S4 在中间「断开」形成了一个类似解旋的扭结,使 S4 分成了两个半个的 helix,S4a 和 S4b (图 2)。但在 NPC1 和 Ptch1 的相应区域是完整的。正是由于这个扭结,使得 S4a 向 SSD 内倾斜,给配体的结合腾出了空间。结构和生化实验证明,S4 螺旋的不连续对于配体的结合和与 Insig-2 的相互作用不可或缺。Insig-2 的结构与此前解析的 MvINS 结构类似。在 MvINS 的晶体结构中,一个内源的 diacyl-glycerol (DAG) 分子插入在 TM1/2/3/5 的中心口袋中。结构类比之后,发现在 Insig-2 的相应区域也有类似的口袋,此前的结构预测该口袋也是用来装固醇类配体的【5,14】。但是,通过解析的结构发现,尽管在相应的区域确实存在一个相似的口袋,但是在口袋内没有观察到任何的电子密度。进一步发现,25HC 实际上是结合在 Scap 和 Insig-2 的相互作用界面。而对于在口袋附近进行氨基酸突变也不会明显影响 25HC 依赖的 Scap-Insig-2 相互作用(图 3),进一步证实了口袋并非结合配体的位置。图 3. Insig-2 上的口袋对 25HC结合的影响总的来说,结合整个结构和生化实验结果,文章较完整的揭示了 Scap 和 Insig-2 之间以 25HC 依赖的方式的跨膜相互作用分子机制(图 4)。尽管如此,依然还有很多问题需要被解决。比如为什么有了配体的结合后,Scap 的构象就会阻止 MELADL motif 被囊泡的识别,不被转运至高尔基体?在 Scap 上,以胆固醇依赖的方式进行构象改变的 Loop1 是否会耦连 S2 和 S4 的运动?单独的 Scap 和 Insig 结构又长得怎么样?等等一些问题,不是这一个结构可以解释的,不过该结构给这些未来更复杂的问题提供了一定的线索和启示。图 4. 简化的分子机制模型颜宁、闫创业为论文共同通讯作者,西湖大学博士后鄢仁鸿、清华大学博士生曹平平、宋闻麒为本文的共同第一作者。冷冻电镜数据分别在国家蛋白质科学中心(北京)清华大学冷冻电镜平台和西湖大学冷冻电镜平台收集,清华大学高性能计算平台和西湖大学超算中心分别为本研究的数据处理提供了支持。
  • 赛默飞世尔科技实现对赛马体内合成雄性类固醇成功检测
    2009年3月4日,服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技宣布在Kenneth L. Maddy分析化学实验室用液相色谱串联质谱成功检测合成雄性类固醇。该系统由Thermo Scientific Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱仪组成,可以对来源于马的尿液和血浆中的同化雄性类固醇实现高准确和高灵敏的检测。 总部设在加利福尼亚州戴维斯国家高级实验室是经过授权的药物检测实验室,负责加利福尼亚州六个常任赛马场地以及九个季节赛场和其他一些相关赛事。 准确定量生物体中合成雄性类固醇的最大困难在于样品的制备。在生物体内,内源性的磷脂含量很高,有很强的基质干扰效应。这些干扰物影响待分析物的离子化,降低质谱定量分析的精密度和重现性(因为有离子抑制效应)。赛马的测试实验室一般用传统免疫测定法筛选,然后用气相色谱法质谱法进行确认,以减少干扰物的影响。然而,这些方法灵敏度差,需要复杂的样品制备过程,也不可能去除掉所有的基质干扰。 Kenneth L. Maddy分析化学实验室需要高准确度的分析方法和简单的样品制备过程,这样才能实现对大量的样品进行检测。Dr Scott Stanley教授是分析化学和药理学实验室主任, 用Thermo Scientific TurboFlow技术结合TSQ Vantage三重四级杆质谱仪开发出了相应的检测方案。非法服用合成雄性类固醇后,能够检测到血液中低至ppt(low parts per trillion)含量的物质。而且不需要复杂的固相萃取和液液萃取步骤。 Dr.Stanley 评价说,“该系统简化了我们检测方法的开发过程,除去了冗长和高成本的样品制备步骤,提高了样品检测通量,提高了检测灵敏度和准确性。此外,跟以前方法相比,该方法的定量限也提高了5-10倍。新系统已经成为我们研究合成雄性类固醇的一个基石,估计会节省十万美元的花费。如果仪器寿命按照最少5-7年来算,将最初成本投资收回大约在18-20个月。 若需了解更多关于Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱,请邮件sales.china@thermofisher.com,也可以访问我们的网站www.thermo.com/turboflow or www.thermo.com/tsqvantage. Thermo Scientific是Thermo Fisher Scientific,的一部分,是全球科学服务领域的领导者。 关于赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific) 赛默飞世尔科技有限公司(Thermo Fisher Scientific Inc.)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元,拥有员工34,000多人,为350,000多家客户提供服务。这些客户包括:医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌,帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健,科学研究,以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科研的飞速发展不断地改进工艺技术,并提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。欲获取更多信息,请登陆:www.thermofisher.com(英文),www.thermo.com.cn (中文)。
  • 甲型肝炎病毒全颗粒晶体结构被解析
    来自中国科学院生物物理研究所、牛津大学等单位的科学研究人员经过多年紧密合作于2014年10月19日在Nature杂志上在线发表题为Hepatitis A virus and the origins of picornaviruses的论文,详细阐述了甲型肝炎病毒的独有的结构特性、极强的稳定性、特殊的脱衣壳机制和进化关系。。HAV病毒属于小RNA病毒科肝炎病毒属,科学家对这一病毒的研究也已经持续了很长时间。此次,中国科学院生物物理研究所饶子和院士研究组与牛津大学 David Stuart 教授研究组、中国食品药品检定研究院王军志教授和胡忠玉教授以及北京科兴控股生物有限公司尹卫东和高强等专家共同合作,解析了HAV成熟病毒和空心病毒两种状态的全颗粒高分辨率的晶体结构,结果显示这两种病毒颗粒的结构具有很大的不同。在这一论文中,科学家第一次证明HAV成熟病毒具有衣壳蛋白vp4,而空心病毒颗粒含有的是未被剪切的衣壳蛋白vp0前体。与目前已经解析的小RNA病毒科成员三维结构比较,HAV病毒结构最大的不同在于其衣壳蛋白vp2的N端进行了180度偏移,转向了病毒二次轴处,增强了病毒五聚体与五聚体之间的相互作用力,部分解释HAV病毒具有的极强稳定性。HAV病毒这一独特的构象是在小RNA病毒科中第一次被发现,然而这一构象在昆虫病毒成员中却普遍存在。与昆虫病毒类似,HAV病毒也能够进行细胞之间的传递。这一系列相似的特性,不难想到HAV病毒与昆虫病毒之间的关系。基于全病毒衣壳蛋白三维结构开展的进化关系分析表明,HAV病毒不断进化时,逐渐脱离昆虫病毒方向,衍生出小RNA病毒的结构特征,在HAV病毒的基础上又逐渐进化出更多更高级的小RNA病毒成员。病毒入侵宿主细胞的第一步是与其功能性受体结合,而甲型肝炎病毒与其功能性受体TIM1的结合模式和脱衣壳机制与其它小RNA病毒成员不同。结构分析表明HAV病毒颗粒因较短的vp1 BC loop和vp2 EF loop,使其不具备肠道病毒典型的“峡谷”结构特征,也意味着HAV病毒的受体结合方式与之不同。同时,HAV病毒衣壳蛋白也没有典型的疏水口袋,自然也不含有口袋因子,这暗示着HAV病毒采用不同的脱衣壳机制。HAV病毒具有极强的稳定性,耐酸耐碱耐高温,能在绝大多数有机溶液中存活,在自然环境中可存活几个月之久。热稳定性实验结果表明HAV病毒能够在pH 1-10保持着极好的稳定性,在弱酸环境下,HAV病毒能够忍受的裂解温度可高达81摄氏度。该研究对于进一步解析HAV灭活病毒疫苗的免疫原性和保护机理具有重要意义,对于抗肝炎病毒药物的研发提供理论指导和新方向中文名称:人外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2(ENPP2)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Ectonucleotide 中文名称:人卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(LCAT)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Lecithin Cholesterol Acyltransferase (LCAT) 中文名称:人白介素19(IL19)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Interleukin 19 (IL19) 中文名称:人C-型凝集素域家族3成员B(CLEC3B)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for C-Type Lectin Domain Family 3, Member B 中文名称:人神经元正五聚蛋白Ⅱ(NPTX2)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Neuronal Pentraxin II (NPTX2) 中文名称:人骨成型蛋白10(BMP10)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Bone Morphogenetic Protein 10 (BMP10) 中文名称:人自身免疫调节因子(AIRE)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Autoimmune Regulator (AIRE) 中文名称:人5羟色胺转运蛋白(SERT)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Serotonin Transporter (SERT) 中文名称:人补体成分9(C9)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Complement Component 9 (C9) 中文名称:人肾连蛋白(NPNT)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Nephronectin (NPNT) 中文名称:人白介素1受体辅助蛋白(IL1RAP)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Interleukin 1 Receptor Accessory Protein 中文名称:人髓细胞触发受体2(TREM2)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Triggering Receptor Expressed On Myeloid Cells 2 中文名称:人泛素羧基端酯酶L1(UCHL1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Ubiquitin Carboxyl Terminal Hydrolase L1 (UCHL1) 中文名称:人HtrA丝氨酸肽酶1(HTRA1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for HtrA Serine Peptidase 1 (HTRA1) 中文名称:人丝氨酸肽酶抑制因子Kazal型1(SPINK1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Serine Peptidase Inhibitor Kazal Type 1 中文名称:人脯氨酰4-羟化酶α多肽Ⅲ(P4Hα3)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Prolyl-4-Hydroxylase Alpha Polypeptide III 中文名称:人干扰素γ诱导蛋白30(IFI30)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Interferon Gamma Inducible Protein 30 (IFI30) 中文名称:人轻肽神经丝蛋白(NEFL)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Neurofilament, Light Polypeptide (NEFL) 中文名称:人视黄醇结合蛋白1(RBP1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Retinol Binding Protein 1, Cellular (RBP1) 中文名称:人转化生长因子β受体Ⅱ(TGFβR2)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Transforming Growth Factor Beta Receptor II 中文名称:人死骨片1(SQSTM1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Sequestosome 1 (SQSTM1) 中文名称:人胃内因子(GIF)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称:ELISA Kit for Gastric Intrinsic Factor (GIF)
  • 血清(浆)类固醇激素液相色谱-串联质谱检测质量保证专家共识发布
    液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)在人体血清(浆)类固醇激素检测中展现出优于传统免疫学方法的特异性高、分析测量范围宽、多标志物同时检测等特点,已成为国际内分泌学领域相关疾病实验室诊断的首选方法。目前,国内医学实验室开展血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测多参考已发表学术论文和仪器厂家说明书提供的通用操作和检测程序。然而,血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的技术难度大,临床实验室检验人员大多数缺少质谱领域专业培训和实践经验,而通用程序缺乏针对性和实操性,尤其我国尚无针对该检测程序和质量保证的系统性文件,导致实验室间检测结果存在较大差异,阻碍了该技术的临床应用。为规范我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测,共识从检验前、中、后程序及其质量保证进行详细说明,并提出针对性建议,为实验室开展该检测项目提供参考,以推动我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的临床应用和结果一致性。  类固醇激素是一类具有环戊烷多氢菲母核的脂肪烃化合物,根据化学结构及生理功能可分为肾上腺皮质激素(糖皮质激素、盐皮质激素)、性激素(雌激素、雄激素、孕激素)及维生素D [ 1 ] ,在人体生长发育、能量代谢、免疫调节、生育功能调节等方面发挥重要作用。血清(浆)类固醇激素异常与先天性肾上腺皮质增生(congenital adrenal hyperplasia,CAH)、原发性醛固酮增多症、库欣综合征、多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)、儿童发育延迟或性早熟等多种内分泌疾病密切相关 [ 2 ] ,因此其检测广泛应用于多种内分泌疾病的临床研究、诊断以及健康评估。传统免疫学方法尽管自动化程度高,但特异性相对不足,且线性范围窄,难以实现精准检测。液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)具备特异性高、分析测量范围宽等性能优势,且能在短时间内同时准确测定多种类固醇激素及中间代谢产物,是目前精准、全面定量分析血清(浆)类固醇激素的首选方法 [ 3 , 4 ] 。  尽管已有众多研究报道多种类固醇激素的LC-MS/MS检测,包括方法开发和优化 [ 5 , 6 ] 、生物参考区间建立 [ 7 ] 等,国外已有针对血清(浆)雄激素、雌激素LC-MS/MS检测程序的指南 [ 8 ] ,国内有LC-MS/MS临床应用通用建议共识及25羟-维生素D和雄激素LC-MS/MS检测的共识 [ 9 , 10 , 11 ] ,但依然缺乏涵盖检验前、中、后阶段的LC-MS/MS检测操作程序和质量保证的指南和共识。基于此,为规范我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测,中国质谱学会临床质谱专家委员会组织专家参阅国内外相关文献并结合临床应用经验,面向医学实验室临床质谱检验人员,针对肾上腺皮质激素和性激素LC-MS/MS分析全流程的质量保证进行详细说明并提出建议,为实验室开展血清(浆)类固醇激素检测项目提供参考,以推动我国血清(浆)类固醇激素检测的临床应用和结果一致性,提升我国类固醇激素异常相关疾病的精准诊断能力。  01血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检验前质量保证  (一)标本采集  人体类固醇激素浓度受多种因素影响,包括昼夜节律、生理周期、采血体位和药物等,应根据临床具体需求和激素水平影响因素,制定合理采样流程,并推荐给标本采集人员和患者。例如:皮质醇分泌通常在清晨6:00—8:00达到峰值浓度,因此峰值监测推荐清晨采集患者血液标本 连续监测则采样时间点应相对固定 [ 12 ] 醛固酮仰卧位采血比直立位采血检测结果低50% [ 13 ] 女性患者进行血清(浆)雌激素检测时需明确卵泡期、黄体期等信息,对于无规律月经周期女性,需明确绝经(特别是早绝经)原因,如自然绝经、外科手术、辐射、药物作用等 [ 14 , 15 ] 。  含有分离胶的促凝管中存在睾酮干扰峰,且分离胶可吸收类固醇激素,标本体积和储存时间也可不同程度影响检测结果 [ 16 ] 。新生儿CAH二级筛查中,EDTA采血管可导致17α-羟孕酮、雄烯二酮及11-脱氧皮质醇的LC-MS/MS检测结果偏高,造成假阳性 [ 17 ] 。另外,更换采血管品牌或批号也可能影响待测物色谱峰分离度,应制定包括峰分离度、保留时间漂移范围等色谱参数的可接受标准,以监测潜在干扰峰的影响强弱及变化。  建议1 针对有昼夜和/或周期节律的类固醇激素,实验室应根据其临床预期用途,指导患者和采血人员选择合适的采血时机,例如清晨采血检测皮质醇、睾酮水平,卵泡期采血检测雌激素水平。推荐采用不含分离胶的血清(浆)采血管采集标本,新生儿二级CAH筛查推荐采用肝素抗凝剂采血管。  (二)标本保存和运输  实验室应根据类固醇激素质谱检测的标本保存条件及检测频率进行标本的稳定性验证 [ 18 ] 。标本稳定性验证实验应至少包括环境温度、冷藏和/或冷冻条件下的稳定性,如果标本存在冻存后复查的可能,还需考察反复冻融对标本稳定性的影响。另外,标本采集、运输及前处理阶段的稳定性也需进行评估。标本稳定性实验均需使用新鲜血清(浆),通过比较新鲜采集和保存后的血清(浆)标本检测结果评估其稳定性。  如果实验室根据参考文献报道或试剂说明书设置标本保存条件,需包含明确的稳定性、标本类型、类固醇激素浓度、保存温度范围、保存时间以及保存后标本浓度较新鲜标本的变化百分比。为确保标本保存后类固醇激素检测结果“稳定”或“无明显变化”,需明确测量程序、含量计算程序及含量变化的可接受范围。如果这些信息缺失,实验室应自行建立标本稳定性的可接受条件。  建议2 实验室应根据标本保存的实际需求,使用新鲜标本对来自文献报道或试剂说明书的标本稳定性进行验证,或自建稳定性可接受的标本保存条件。建议血清(浆)标本中类固醇激素稳定保存的条件及时间见 表1 。  02 血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检验质量保证  (一)标本前处理  标本前处理方法取决于待测物的理化性质、灵敏度要求和分析方法。其目的是将待测物从血清(浆)及其他潜在干扰物质中分离、提取、纯化,并实现对待测物的浓缩。大多数糖皮质激素(如17α-羟孕烯醇酮、17α-羟孕酮、11-脱氧皮质醇、皮质醇、可的松)和盐皮质激素(如孕烯醇酮、孕酮、脱氧皮质酮、皮质酮)为疏水结构,均可与相应转运蛋白结合存在于血液中,游离形式约占1%。但血液中,约50%醛固酮以游离形式存在。睾酮和雌二醇与白蛋白结合力弱,与性激素结合球蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)结合力强,2%~4%睾酮呈游离形式,60%~75%睾酮与SHBG结合,20%~40%睾酮与白蛋白结合 [ 1 ] 。平衡透析可去除血中结合型类固醇激素进而检测游离型激素水平,但测量程序要求更高的灵敏度。如果结合型类固醇在水解前无法被直接检测,则需水解后进行检测,并明确结合型类固醇是否完全水解,且水解步骤不会导致类固醇降解,如硫酸雌酮在提取之前需通过水解酶获得游离型雌酮。亲脂性性激素(雄烯二酮、睾酮、双氢睾酮、雌酮、雌二醇、雌三醇)较亲水性性激素(硫酸脱氢表雄酮、硫酸雌酮)在血液中浓度低,因此亲脂性性激素的LC-MS/MS测量程序通常需要更复杂的标本前处理以消除基质干扰并浓缩待测物以达到理想的定量限(limit of quantification,LOQ)。  血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的标本前处理流程通常包括:(1)取等量临床标本、标准品、质控品和基质空白 (2)加入内标物 (3)提取 (4)纯化 [ 19 ] 。对易氧化的类固醇激素,前处理时需尽可能避免发生氧化以防待测物降解及产生干扰物。例如,在样品浓缩时使用惰性气体(如氮气),而非加热真空离心浓缩。去除可能干扰检测或影响前处理的物质后,宜将分析物转移到液相色谱流动相洗脱溶剂中,保持初始浓度比例,以备后续分析。推荐使用与待测物具有相似结构和离子化性质的同位素标记物(或结构类似物)作为类固醇激素LC-MS/MS检测内标物,例如氘代或 13C标记的类固醇。通过比较已知浓度内标物与待测物的信号,校正样本前处理、色谱分离、离子化过程及基质效应所产生的误差。类固醇激素的同位素内标物大多为商品化试剂,如无商品化试剂,应优先选择使用非内源性但与待测物结构类似的合成类固醇作为内标物,并确保内标物与待测物具有相同或相近保留时间。内标物的相对分子质量应至少比相应待测物大3,氘代或 13C标记数量控制在7,化学纯度应≥98%,同位素内标物纯度≥97%。  内标物需加入到所有校准品、质控品和待测标本中,且应在提取或纯化步骤之前或同时加入。加入内标物后需静置足够长的时间(通常15~30 min)以平衡内标物与结合蛋白的相互作用,抵消因蛋白结合导致的检测浓度偏低,如睾酮和睾酮-d 3需30 min完成平衡(22 ℃)。内标物的质谱信号强度应在不同分析批次中保持稳定,平衡时间不足可能会导致内标物信号强度不稳定。  建议3 使用与待测物有相同理化性质的商品化同位素标记物作为类固醇激素LC-MS/MS检测内标物( 表2 ),浓度设置在校准曲线的中浓度或医学决定水平附近,实验室应制定内标物信号强度波动的批间可接受范围。  血液中存在的大量蛋白质、多肽、小分子化合物等可引起LC-MS/MS的离子源和检测器饱和,导致离子抑制或分辨率不足,干扰检测结果。因此,LC-MS/MS分析前应提取待检测物,去除无机化合物(如盐)、蛋白质、脂质(如甘油三酯)和磷脂等物质的干扰,提高检测灵敏度、重复性和稳定性。  LC-MS/MS分析标本的提取方法包括蛋白沉淀(protein precipitation,PPT)、液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)、固相萃取(solid-phase extraction,SPE)等。PPT利用蛋白沉淀剂使蛋白变性沉淀,离心后直接取上清液进行检测,不适用于含量较低或有蛋白结合特性的类固醇激素。LLE利用溶剂的相似相溶原理,将目标化合物从液体混合物中分离出来,因操作繁琐且需要消耗大量有机溶剂,故临床常用固相支撑液液萃取(supported liquid extraction,SLE)替代传统LLE,降低有机溶剂消耗。而SPE采用固体颗粒色谱填料(通常填充于小柱型装置中)对样品不同组分进行化学分离,较SLE具有更优的去磷脂干扰能力,是类固醇激素标本提取的首选方法,但也具有操作步骤多、成本高等缺点。针对类固醇激素的不同极性,脂溶性激素通常选择亲脂基团填料的SPE方法萃取待测物,非脂溶性激素选择亲水基团或阴阳离子交换填料的SPE方法萃取待测物。为进一步去除与待测物共同洗脱的干扰物,可联合LLE和SPE,或吹干提取物后用不同溶剂重新提取。其中,通过高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)可在线进行SPE,以减少手工操作,节省时间和人力成本,但目前尚无多种类固醇激素在线SPE提取解决方案。也有通过使用单个或多个提取柱串联色谱柱,如提取/上样柱、一次性SPE柱、二维色谱,提高色谱分离效率和检测灵敏度,使血清(浆)标本无需或只需经简单蛋白沉淀处理即可进行分析。  建议4 根据待测类固醇激素理化性质及测量灵敏度要求推荐使用SLE或SPE标本提取方法。  (二)类固醇激素LC-MS/MS定量分析  LC-MS/MS通过结合HPLC的高效分离浓缩能力与三重四极杆质谱的高特异性和高灵敏度定量性能,准确测量标本中浓度极低、理化性质相似的类固醇激素,其特异性较免疫学分析明显提高。  1. HPLC分离:HPLC是一种基于待测物在固定相和流动相中具有不同分配系数的分离技术。通常使用对非极性分子具有高亲和力的非极性固定相(如 18C、五氟苯基等)色谱柱分离类固醇激素 [ 20 ] ,通过流动相极性变化将吸附于色谱柱上的类固醇激素重新溶于流动相,从而实现逐步洗脱分离。通过开发精密的流动相梯度洗脱程序和使用适合的色谱柱可以分离结构非常相似的类固醇激素及其代谢物,包括一些同分异构体(如21-脱氧皮质醇、11-脱氧皮质醇)。通过依次洗脱标本中所有待测物,降低检测信号的复杂度,分离组分信号随时间出现一组近似高斯分布的色谱峰群,生成检测信号强度随时间变化的色谱图。另外,流动相中通常加入挥发性添加剂(如0.01 mol/L甲酸铵、0.1%甲酸),其浓度不应超过0.5%,以增强化合物离子化,而不应含非挥发性流动相添加剂。色谱柱可选择粒径较小的分离柱,实现短时间内更好的分离效果,也可根据文献综合选择。色谱柱应在寿命期限内使用,并根据检测量、峰型、保留时间、分离度、柱压等参数判断是否需要更换。实验室应做好色谱柱的日常维护,在每日检测结束后进行日常冲洗程序,并最终将色谱柱保持在95%及以上的甲醇或乙腈中,尽可能地延长色谱柱的使用寿命及使用质量。  建议5 为有效分离结构相似的类固醇激素及其代谢产物,推荐实验室使用 18C或五氟苯基填料,色谱柱粒径≤3 μm,有机相梯度洗脱程序:0.5~4.0 min,40%~55% 4.0~6.5 min,55%~75% 6.5~7.5 min,75%~99%。  2. 串联质谱检测:类固醇激素LC-MS/MS测量程序使用的离子源主要包括电喷雾电离(electrospray ionization,ESI)和大气压化学电离(atmospheric pressure chemical ionization,APCI)。在常规临床检测中,醛固酮、皮质醇、11-脱氧皮质醇、21-脱氧皮质醇、可的松、睾酮、孕酮、17α-羟孕酮、皮质酮、雄烯二酮、脱氢表雄酮可采用ESI或APCI离子源。与ESI相比,APCI离子源温度更高,脱溶剂更充分,因此基质效应更小。然而,APCI更适用极性较小的类固醇激素,如3β-羟基-5-烯类固醇 [ 21 ] ,在需同时检测多个类固醇激素的临床应用中具有局限性。  类固醇激素分子经离子源电离后进入三重四极杆质量分析器,根据质荷比进行分离,并采用多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)或选择反应监测(selected reaction monitoring,SRM)模式采集数据。最终借助质量分析器选择特定母离子和子离子,通过母离子/子离子对和各分析物及内标物的色谱图及峰面积对目标化合物进行定量。不同仪器,其离子对信息及检测参数并不完全相同,每个化合物通常选择2个离子通道分别作为定性离子和定量离子通道( 表3 )。基于定性离子、化合物极性及内标物分离峰综合判断目标化合物的分离峰。  建议6 类固醇激素LC-MS/MS检测选择ESI或APCI离子源,采用MRM或SRM模式,应在性能验证时优化质谱参数。  3. LC-MS/MS测量程序性能验证和/或确认:测量程序的性能要求取决于其预期临床用途、待测类固醇激素生物学变异及仪器灵敏度水平。如检测女性、儿童血清睾酮,测量程序的灵敏度需要达到0.02 ng/ml 同时检测浓度差异大的多个分析物,如雌二醇、雌酮、雄烯二酮,需验证测量程序对每个分析物的分析性能是否满足临床需求。值得注意的是,由于血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序包含的人工操作步骤多,各实验室环境条件、仪器设备配置、人员水平相差大,因此即使实验室使用商品化试剂盒(Ⅰ、Ⅱ类),也应进行性能确认或验证。LC-MS/MS测量程序性能验证和/或确认程序可参考共识 [ 22 ] 或美国临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)C62-A [ 23 ] ,并根据生物变异、临床指南、政策法规等设定性能验证中每项参数的可接受标准。  (三)类固醇激素LC-MS/MS测量程序的分析性能指标  类固醇激素相关疾病的临床诊断对检测指标及灵敏度有不同需求,实验室应综合临床需求及仪器灵敏度确定LC-MS/MS测量程序分析性能。  1.肾上腺皮质激素:皮质醇是最主要的肾上腺皮质激素(约占75%~95%),血液中总皮质醇、游离皮质醇水平及昼夜节律变化常用于辅助诊断原发性和继发性肾上腺功能不全、库欣综合征、艾迪生病。正常成人清晨血清总皮质醇浓度通常在20~50 ng/ml,经平衡透析后的游离皮质醇浓度约占总皮质醇5%,可更准确反应皮质醇水平及节律,推荐检测血清(浆)游离皮质醇(LOQ≤1 ng/ml)。皮质醇联合17α-羟孕酮、雄烯二酮常用于筛查11-羟化酶或21-羟化酶缺乏型CAH。大多数(约90%)CAH由21-羟化酶基因变异导致,患者血清雄烯二酮水平通常升高5~10倍,17α-羟孕酮水平升高幅度更大,而皮质醇水平较低或无法检测。不同年龄、性别人群17α-羟孕酮及雄烯二酮水平差异较大,推荐实验室检测17α-羟孕酮(LOQ≤0.1 ng/ml),检测区间上限设定在参考区间上限10倍以上 [ 24 ] 。  硫酸脱氢表雄酮、孕烯醇酮、孕酮、17α-羟孕烯醇酮、11-脱氧皮质酮和18-羟皮质酮常用于已排除11-羟化酶、21-羟化酶缺乏型CAH,及确认3β-羟基类固醇脱氢酶缺乏和17α-羟化酶缺乏型CAH。在非常罕见的17α-羟化酶缺乏症中,雄烯二酮、所有雄激素前体(17α-羟孕烯醇酮、17α-羟孕酮、硫酸脱氢表雄酮)、睾酮、雌酮、雌二醇和皮质醇水平降低,而盐皮质激素(孕酮、11-脱氧皮质酮和18-羟皮质酮)水平明显升高。醛固酮是典型的盐皮质激素,常用于辅助诊断原发性醛固酮增多症(如肾上腺肿瘤、肾上腺皮质增生)和继发性醛固酮增多症(如肾血管疾病、盐耗竭、钾负荷、肝硬化腹水、心力衰竭、妊娠、Bartter综合征),以上情况醛固酮水平通常可升高10~100倍。因此,建议醛固酮LOQ≤0.02 ng/ml,检测区间上限设定在参考区间上限100倍( 表4 )。  2.雄激素:LC-MS/MS较易检测正常成年男性雄激素水平,但对低雄激素水平人群,如女性、儿童以及性腺功能减退的男性,则要求测量程序具有更高的灵敏度。对成年女性,睾酮水平通常用于评估由肾上腺合成异常和PCOS导致的高雄激素血症及相关的女性多毛症、月经紊乱、不孕等疾病。对儿童,睾酮水平通常用于评估外生殖器性别模糊、性早熟或发育延迟,以及用于CAH的诊断。建议女性或儿童的睾酮测量程序LOQ≤0.02 ng/ml,并需配置高灵敏度LC-MS/MS系统,并对样品进行离线或在线前处理,如LLE、SPE或多个提取步骤结合(如PPT结合SPE) [ 8 ] 。  双氢睾酮以及双氢睾酮/睾酮比值可用于诊断雄激素缺乏症、监测雄激素替代治疗或5α-还原酶抑制剂疗效,建议采用双氢睾酮非衍生化法LC-MS/MS检测(LOQ≤0.05 ng/ml)。雄烯二酮还可用于诊断和评估女性高雄激素血症、多毛症、不孕症,儿童性早熟、发育延迟、CAH,以及肾上腺、性腺肿瘤。在CAH、女性高雄激素血症等疾病中,雄烯二酮水平明显升高,但在3β-羟基类固醇脱氢酶缺乏症、17α-羟化酶缺乏症及类固醇合成急性调节蛋白缺乏症等罕见病及2岁以下儿童中,其水平较正常成人明显降低,建议其LOQ≤0.02 ng/ml。雄烯二酮检测的子离子与睾酮子离子具有相同的质荷比,因此实验室需验证睾酮和雄烯二酮的色谱分离度。  脱氢表雄酮和硫酸脱氢表雄酮除联合肾上腺皮质激素用于CAH辅助诊断以外,还可用于鉴别诊断肾上腺功能不全或亢进。与性激素联合可用于区分肾上腺功能初现与性早熟,诊断儿童CAH和女性PCOS。儿童脱氢表雄酮水平较低(通常1~8岁儿童2 ng/ml),为了准确诊断儿童肾上腺功能初现、性早熟,建议脱氢表雄酮LOQ≤0.02 ng/ml,硫酸脱氢表雄酮LOQ≤30 ng/ml。  3.雌激素:对低浓度雌激素的准确检测可用于儿童性发育延迟或性早熟的评估,以及绝经后女性乳腺癌发病风险或芳香酶抑制剂治疗效果评估。非衍生化前处理,ESI负离子模式下检测雌二醇、雌酮及雌三醇建议LOQ≤0.01 ng/ml [ 25 ] 。硫酸雌酮在体内的浓度是雌二醇和雌酮的10~50倍,且半衰期较长,因此可用于雌激素水平状况评估。  建议7 实验室应根据临床需求、待测类固醇激素生物学变异及仪器灵敏度水平,建立分析性能满足要求的类固醇激素LC-
  • 运动兴奋剂类固醇 “守夜者”--- LC-FAIMS-MS/MS
    在刚闭幕的温哥华奥运会上,试想有多少运动员需要进行兴奋剂检测。虽然人体内存在多种其他化合物,但难以置信的是,我们可以利用LC-MS/MS选择性地确定痕量级化合物的存在。   有时无法直接观察到违禁药物,因此,德国体育大学的Sven Guddat及其同事们采用了Thermo Fisher Scientific的设备。左下方的LC-MS/MS谱图显示了去氢甲睾酮的一种长寿命代谢物的m/z 299&rarr 269定量离子对的谱峰。该代谢物存在寿命非常长,所以发现者将其命名为&ldquo 守夜者&rdquo &mdash 一位防止不法行为的保安人员。   唯一的麻烦是,体育运动管理机构需要确认违禁药物的存在。在本例中,确认离子被运动员体内的其他物质遮蔽,请看左图显示的m/z 299&rarr 121 和 m/z 299&rarr 147。这些干扰是被有意放置的吗?不可能,但是这个问题留待法院去判决。作为解决方案提供商,我们只关注如何去除这些干扰。   去除干扰是FAIMS的能力。试想如果这篇文章背景干扰很高,阅读文章就会非常困难,甚至会失去一部分原意。右方谱图显示利用LC-FAIMS-MS/MS去除了干扰,在运动员的尿液中发现并确认了&ldquo 守夜者&rdquo 的存在。   您是否愿意检测更多物质?FAIMS是一种可用于LXQ, LTQ, LCQ Fleet, TSQ, LTQ-Orbitrap 和 LTQ-FT 仪器的关键配置。FAIMS可以帮助您寻找下一个客户。 (www.drugtestinganalysis.com) DOI 10.1002/data.73 FAIMS在运动药物合成雄性激素类固醇检测中的应用 Sven Guddat, Mario Thevis, James Kapron, Andreas Thomas和Wilhelm Schä nzer 采用质谱识别合成雄性激素类固醇对标准的兴奋剂控制方法提出了挑战。为了揭示服用兴奋剂的违禁行为,必须确认ppm范围内,痕量级合成雄性激素类固醇的存在。利用LC-FAIMS-MS/MS分析了包括表群勃龙、去氢甲睾酮代谢物(17&beta -羟甲基-17&alpha -甲基-18-norandrost-1,4,13-三烯-3-酮)、康力龙、16&beta -hydroxystanozolol和4&beta -hydroxystanozolol的人体尿液样品。根据世界反兴奋剂机构(WADA)法规,禁止在体育比赛中使用这些物质。将葡萄糖苷酸水解,并采用液液萃取制备。所有化合物均获得出色的回收率和精密度。获得表群勃龙和去氢甲睾酮代谢物的线性校准结果,并分别在750-1200和100-600 pg/mL的可靠响应范围内获得其浓度信息。评估检测限为25pg/mL(康力龙)、50pg/mL(去氢甲睾酮代谢物,16&beta -hydroxystanozolol)、100pg/mL(4&beta -hydroxystanozolol)和500pg/mL(表群勃龙)。将该试验应用至兴奋剂控制样品。对于所有分析物,LC-FAIMS-MS/MS均可出色地去除干扰,从而有效扩展了给药后的检测时间。 关键词:运动药物检测;FAIMS;合成雄性激素类固醇;LC-FAIMS-MS/MS 关于赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific) 赛默飞世尔科技 (Thermo Fisher Scientific)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过105亿美元,拥有员工约35,000多人,在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com (英文)或www.thermo.com.cn(中文)。
  • 颜宁等在《细胞》发文报道ABCA1的冷冻电镜三维结构
    p   2017年6月8日,清华大学生命学院、结构生物学高精尖创新中心颜宁研究组在《细胞》(Cell)杂志在线发表了题为《人源脂类外向转运蛋白ABCA1的结构》(Structure of the Human Lipid Exporter ABCA1)的研究论文,首次报道了胆固醇逆向运输过程中的关键蛋白ABCA1近原子分辨率的冷冻电镜结构,为理解其作用机制及相关疾病致病机理奠定了重要基础。 /p p   胆固醇广泛地存在于高等动物的各类组织细胞当中,它不仅是细胞膜、血浆脂蛋白的重要组成部分,也是包括胆酸、维生素D、类固醇激素在内的许多特殊生物活性分子的前体化合物。但是,人体内过量的胆固醇积累会促进血管动脉粥样硬化的发生和发展,并有可能导致严重的心脑血管疾病(如冠心病及中风等)。正因为胆固醇对于人体健康具有两面性,所以细胞内的胆固醇平衡(cholesterol homeostasis)对于维持人体的健康是必须的。细胞内的胆固醇平衡涉及一系列受严格调控的过程(图1),例如低密度脂蛋白受体介导的胆固醇摄取、以乙酰辅酶A为原料的胆固醇合成、SREBP/SCAP/Insig信号通路介导的胆固醇代谢转录调控、NPC1/NPC2介导的胆固醇胞内转运、ABCA1/ABCG1介导的胆固醇逆向运输(reverse cholesterol transport)等。 /p p   颜宁教授研究组一直以来都在针对胆固醇代谢调控通路进行系统的结构生物学与生物化学研究,在近年开始取得进展。她们相继解析了胆固醇感应蛋白Insig在分枝杆菌中同源蛋白的晶体结构(Ren et al., Science, 2015) 裂殖酵母SREBP、SCAP各自C端可溶结构域的晶体结构以及可溶结构域复合体的冷冻电镜结构(Gong et al., Cell Research, 2015 Gong et al., Cell Research, 2016) 人源胆固醇胞内转运蛋白NPC1的冷冻电镜结构(Gong et al., Cell, 2016)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/a6900dcb-ad18-4a7e-a91e-12ed9266aba4.jpg" title=" 1.jpg" width=" 600" height=" 590" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 590px " / /p p style=" text-align: center " 图1. 细胞内胆固醇平衡的整体示意图(图片来源:《Methods in Molecular Biology》) /p p   胆固醇逆向运输是指将肝外组织细胞内的胆固醇通过血液循环转运回到肝脏,在肝脏中进行代谢转化再排出体外的过程。胆固醇逆向运输可以通过将过量的胆固醇从动脉血管壁细胞排出体外来阻止泡沫细胞的形成,从而抑制动脉粥样硬化的发生和发展。胆固醇逆向运输过程的第一步是ABCA1将包括磷脂和胆固醇在内的脂类向细胞外运输,然后与细胞外的脂类受体载脂蛋白A-I(apolipoprotein A-I, apoA-I)结合从而形成初生高密度脂蛋白(nascent HDL)。高密度脂蛋白HDL被认为是对人体有益的,脂类的外排和与apoA-I的结合是HDL形成的限速步。之前的研究还发现,人体中的ABCA1突变会导致HDL缺乏症,包括丹吉尔病(Tangier disease)和家族性HDL缺乏症(familial HDL deficiency)。虽然ABCA1作为胆固醇逆向运输过程中的关键蛋白,同时在动脉粥样硬化等疾病的发生和发展过程中具有关键性的作用,但是目前对于ABCA1的结构及其介导的脂类外向转运和初生HDL形成的机制大部分都是未知的。 /p p   在最新的《细胞》论文中,来自清华大学的科研人员首次解析了人源ABCA1全长蛋白的近原子分辨率冷冻电镜结构,其中整体结构为4.1埃,关键的胞外区结构域为3.9埃。ABCA1属于ABC (ATP-binding cassette)超家族,这是第一个ABCA亚家族的高分辨率结构,结构显示它具有非常特别的胞外区结构域。虽然ABCA1的核酸结合结构域(nucleotide-binding domain, NBD)处于未结合核酸的状态,但是它的跨膜区却意外的处于“向外开放”(“outward-facing”)的状态,而以前报道的所有ABC外向转运蛋白在未结合核酸时都处于向内开放(inward-facing)的状态。ABCA1的胞外区形成了一个非常独特的结构,其中包含了一个长的疏水孔道(elongated hydrophobic tunnel),为进一步的功能研究提供了非常关键的线索。ABCA1的高分辨率结构,也为理解之前大量疾病突变的致病机制提供了重要基础。最后基于结构分析,她们针对ABCA1介导的磷脂外向转运提出了一个侧向进入(lateral access)的转运模型,这个模型不同于以往绝大部分主动转运蛋白和次级转运蛋白所采取的交替转运(alternating access)模型。在交替转运模型中,转运蛋白的跨膜区在转运过程中需要交替的呈现向内开放和向外开放的形式,从而实现将底物从膜的一侧向另一侧转运 然而在ABCA1的侧向进入模型中,跨膜区即使在“向外开放”的情况下,底物依然可以从细胞膜的内叶(inner leaflet)侧向进入跨膜区的底物结合口袋,因此ABCA1在转运过程中可能不存在一个“向内开放”的状态(图2)。总的来说,ABCA1结构的解析不仅为理解其作用机制及相关疾病致病机理奠定了重要基础,同时也丰富了我们对跨膜转运蛋白工作机理的理解。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/2548f4ef-8828-4815-b1f8-52ad21318001.jpg" title=" 2.jpg" width=" 600" height=" 598" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 598px " / /p p style=" text-align: center " 图2. 人源ABCA1蛋白的结构模型及其介导磷脂外向转运和初生HDL形成的示意图 /p p   CLS项目13级博士生钱洪武和结构生物学高精尖创新中心卓越学者龚欣博士(医学院博士后)为本文的共同第一作者,颜宁教授和龚欣博士为本文的共同通讯作者。CLS项目16级博士生赵馨和医学院15级博士生曹平平也参与了该项课题研究。本研究获得了清华大学冷冻电镜平台雷建林博士、李小梅和李晓敏的大力支持。国家蛋白质科学中心(北京)清华大学冷冻电镜平台和清华大学高性能计算平台分别为本研究的数据收集和数据处理提供了支持。科技部、基金委、生命科学联合中心-清华大学、生物膜与膜生物工程国家重点实验室、北京市结构生物学高精尖创新中心为本研究提供了经费支持。 /p
  • 药物分析进展和应用专栏|植物甾醇分析技术介绍
    植物甾醇是常见的植物活性成分,同时也是人类饮食中的主要脂类成分组成部分。其结构与胆固醇类似,均具有环戊烷多氢菲母核,图1中的β-谷甾醇、菜油甾醇、和豆甾醇为较为常见的植物甾醇。由于植物甾醇与胆固醇具有相似的结构,二者均需溶于胶束后才能被人体吸收,植物甾醇能与膳食来源的胆固醇竞争进入混合胶束从而减少肠道对于胆固醇的吸收,因此有助于控制血液中的总胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯水平,从而减少心血管疾病的风险(图2)[1]。近年来,随着人们对健康饮食的日益重视,越来越多的科研人员开始关注到含植物甾醇的食品及植物的分析技术的开发与运用,本文将重点介绍基于气相色谱-氢火焰离子化检测器联用技术及液相色谱-大气压化学电离质谱联用技术的植物甾醇分析方法。图1. 常见的三种植物甾醇结构图2. 植物甾醇降低血清胆固醇的示意图[1]1. 植物甾醇的分析技术食物与植物中的甾醇类成分经过前处理并富集后,可采用不同的分析技术与手段开展分析与鉴定。目前最常用于植物甾醇定量分析的技术为气相色谱法(Gas Chromatography,GC)。液相色谱法(Liquid chromatography,LC)、薄层扫描法(Thin Layer Chromatography Scanning,TLCS)等也可以进行植物甾醇组分的分离与定量分析。1.1 气相色谱-氢火焰离子化检测器联用技术(GC-FID)技术原理:氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector,FID)的工作原理是基于有机化合物能够在火焰中发生自由基反应而被电离从而对待测物进行分析[2]。如图3所示,FID离子室中火焰分为A层预热层;B层点燃火焰;C层温度最高,为热裂解区,有机化合物CnHm在此发生裂解而产生含碳自由基CH:CnHm→CH含碳自由基进入反应层D层,与外面扩散进来的激发态原子或分子氧发生反应,生成CHO+及e-:CH+O→CHO++e-形成的CHO+与火焰中大量水蒸气碰撞发生分子-离子反应,产生H3O+离子:CHO++H2O→H3O++CO化学电离产生的正离子(CHO+,H3O+)和电子(e-)在外加直流电场作用下向两极移动而产生微电流,收集极与基流补偿电路间的电流作为微电流放大器的输入,微电流放大器输出的电流信号(或电压信号)经A/D转换器,将模拟信号转换成数字信号,由计算机记录下来并进行数据处理从而获得色谱峰。图3. 氢火焰离子化检测器(FID)的示意图技术特点:火焰离子化检测器(FID)是气相色谱常用的检测器,它对几乎所有有机物均有响应,特别是对于烃类化合物灵敏度高且其响应与碳原子数成正比。与此同时,它对于气体流速、压力、温度变化的细微差异相对不敏感,不易受到外界环境改变影响。通过该法对植物甾醇进行分析时,需要对样品进行衍生化处理,将游离的植物甾醇转化为适合GC分析的疏水性衍生物,如生成三甲基硅醚(TMS)衍生物。目前广泛使用于植物甾醇分析的衍生化试剂包括有:含N-甲基-N-三甲基硅烷基三氟乙酰胺(N-methyl-N-trimethylsilylfluoroacetamide,MSTFA)无水吡啶溶液、含1%的三甲基氯硅烷(Trimethylchlorosilane,TMCS)的双三甲基硅基三氟乙酰胺(Bis-trimethylsilyltrifluoroacetamide,BSTFA)等。通过GC-FID对植物甾醇进行定量时,常使用的内标包括有白桦脂醇(Betuline)、5α-胆甾烷醇和5α-胆甾烷-3β-醇等。分析仪器:1957年,澳(大利亚)新(西兰)帝国化学工业公司(Imperial Chemical Industries of Australia and New Zealand,ICIANZ)中央研究实验室的McWilliam和Dewar开发了第一台FID。目前FID检测器已经成为应用最广泛的气相色谱检测器之一,其获取、操作成本、维护要求均相对较低。市面上的气相色谱仪基本上均可配置FID检测器,包括安捷伦9000、8890、8860和7890气相色谱系列,赛默飞 TRACE 1300、1100系列,岛津Nexis GC-2030,珀金埃尔默 2400等进口气相色谱系统以及福立 GC9790、GC 9720,常州磐诺GC1949,上海仪电分析GC 128、北分瑞利 GC3500系列等国产气相色谱仪。1.2 液相色谱-大气压化学电离质谱联用技术(LC-APCI-MS)技术原理:大气压化学电离化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization,APCI)原理与化学离子化相同,但离子化在大气压下进行。流动相在热及氮气流的作用下雾化成气态,经由带有几千伏高压的放电电极时离子化,产生的试剂气离子与待测化合物分子发生离子-分子反应,形成单电荷离子,正离子通常是(M+H)+,负离子则是(M-H)-。大气压化学离子化能在流速高达2 ml/min下进行,常用于分析分子质量小于1500道尔顿的小分子或弱极性化合物,主要产生的是(M+H)+或(M-H)-离子,很少有碎片离子,是液相色谱-质谱联用的重要接口之一。图4. 大气压化学电离源(APCI)的示意图技术特点:植物甾醇的发色团数量少,因此不适合通过紫外检测器检测;同时植物甾醇质子亲和力较小、酸性较弱、不宜在溶液中形成质子化的离子或去质子化生成阴离子,因此通过电喷雾电离(Electron Spray Ionization,ESI)的电离效率相对较差。由于植物甾醇亲脂性较强,分子量一般小于1000 Da,采用APCI离子源可以提供更高的植物甾醇检测灵敏度,且无需对样品进行衍生化,极大地缩短了分析所需的时间。研究人员还发现植物甾醇分析过程中,采用正离子模式能够提供了比负离子模式更高的灵敏度,且易于生成准分子离子峰[M+H]+、[M+H-H2O]+ [4]。分析仪器:目前国内外均有大量厂商生产搭配有APCI离子源的液相色谱质谱联用系统,已运用于药物研究、食品安全检测、生命科学和分子生物学等多个领域。Agilent 6470、6490系列三重四极杆液质联用系统,Bruker EVOQ LC-TQ液相色谱质谱联用系统,PerkinElmer QSight 400系列三重四极杆质谱仪,SHIMADZU LCMS-2020、LCMS-2050液相色谱质谱联用系统以及国产的江苏天瑞LC-MS 2000液质联用系统,杭州谱育科技EXPEC 5310LC-MS/MS、EXPEC 5250 气相/液相色谱-三重四极杆质谱联用仪、EXPEC5510LC-MS/MS、禾信仪器LC-TQ5100等均配置有APCI离子源。国产的江苏天瑞LC-MS 2000液质联用系统,杭州谱育科技EXPEC 5310系列质谱仪等均配置有APCI离子源。2. 应用实例2.1 基于GC-FID快速分析橄榄油中的植物甾醇在对特级初榨橄榄油样本进行皂化处理后,国际橄榄理事会(International Olive Council,IOC)方法采用乙醚对皂化样本多次液液萃取以提取植物甾醇;研究人员优化后前处理方法采用反相聚合物基质固相萃取柱对皂化样品中的植物甾醇进行提取。同时研究人员基于GC-FID建立了同时快速定量17种脂质(含内标胆甾烷醇)的分析方法,其中包括16种植物甾醇,这17种脂质的GC-FID色谱图如图4所示[5]。通过分析比对不同前处理方法结果,研究人员发现优化后前处理方法简单、省时,并减少了溶剂的使用量,但是与IOC官方方法获得的结果较为一致。通过GC-FID快速定量17种脂质的分析方法也有助于评估高价值且容易掺假的特级初榨橄榄油的真实性。图5. 特级初榨橄榄油样品采用IOC方法(A)及优化前处理方法(B)处理后,分别经由GC-FID分析得到色谱图。(1)胆固醇;(2)菜籽甾醇;(3)24-亚甲基胆固醇;(4)菜油甾醇;(5)菜油烷甾醇;(6)豆甾醇;(7)Δ7-菜油甾醇;(8)赪桐甾醇; (9)β-谷甾醇;(10)谷甾烷醇;(11)Δ5-燕麦甾醇;(12)Δ5,24-豆甾二烯醇;(13)Δ7-豆甾醇;(14)Δ7-燕麦甾醇;(15)高根二醇;(16)熊果醇;(IS)胆甾烷醇。2.2 基于LC-APCI-MS/MS快速分析饲料中的植物甾醇相较于GC-FID或GC-MS,LC-APCI-MS/MS无需进行样品衍生化即可完成植物甾醇的定量分析,极大地缩短了样品前处理时间。研究人员建立了基于LC-APCI-MS/MS的植物甾醇分析方法,并可在8分钟内快速定量6种目标植物甾醇[6],图6为胆固醇与6种植物甾醇混合标准溶液(500 ng/mL)的MRM提取离子流色谱图。该方法提供了一种适用于大豆、向日葵、草料、犊牛成品饲料和上述饲料混合物在内的不同类型饲料中的植物甾醇定量的方法。同时将实验结果与其他相关研究结果进行比较,显示出良好的一致性。该方法简单、快速,可以将其应用于其他饲料和食品中的植物甾醇分析。图6. 不同研究化合物混合标准溶液的MRM提取离子流色谱图。①麦角甾醇;②胆固醇;③岩藻甾醇;④Δ5-燕麦甾醇;⑤菜油甾醇;⑥豆甾醇;⑦β-谷甾醇3.小结与展望植物甾醇是植物中的生物活性化合物,同时因其在降低血液胆固醇水平方面有着重要意义,植物甾醇可作为保健食品中的功效成分用于调节人体机能。在这种情况下,有必要建立适合于保健食品中植物甾醇类化合物的分析方法,以评估保健食品质量。同时随着分析技术的发展和相关研究的不断深入,更多快捷、灵敏的分析技术也将成为植物甾醇分析的有力工具,并为更多不同的植物甾醇类化合物在降低血脂、预防心血管疾病等健康领域的运用提供支持与保障。参考文献:[1] Zhang R, Han Y, McClements D J, et al. Production, characterization, delivery, and cholesterol-lowering mechanism of phytosterols: A review[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2022, 70(8): 2483-2494.[2] 胡坪, 王氢. 仪器分析(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社,2019.[3] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(2020版):四部[M]. 北京:中国医药科技出版社,2020.[4] Mo S, Dong L, Hurst W J, et al. Quantitative analysis of phytosterols in edible oils using APCI liquid chromatography–tandem mass spectrometry[J]. Lipids, 2013, 48: 949-956.[5] Gorassini A, Verardo G, Bortolomeazzi R. Polymeric reversed phase and small particle size silica gel solid phase extractions for rapid analysis of sterols and triterpene dialcohols in olive oils by GC-FID[J]. Food chemistry, 2019, 283: 177-182.[6] Simonetti G, Di Filippo P, Pomata D, et al. Characterization of seven sterols in five different types of cattle feedstuffs[J]. Food Chemistry, 2021, 340: 127926.
  • 稳定同位素技术用于外源性类固醇(兴奋剂)的检测 | 德国元素Elementar
    2024年巴黎奥运会,由法国巴黎举办的国际性奥林匹克赛事。在巴黎塞纳河上举行的开幕式,标志着巴黎奥运会正式拉开大幕。体育运动崇尚公平竞争,奥林匹克精神强调竞技运动的公平与公正,它让世界上最优秀的运动员信服地站在五环旗下。然而兴奋剂丑闻却在奥运赛场上屡见不鲜。究其原因,使用兴奋剂几乎能够决定一名运动员能否夺得一项关键赛事的冠军,如此之大的诱惑确实让很多运动员,教练员甚至国家奥组委难以抵挡。本届奥运会的反兴奋剂措施将进一步加强,以确保奥运会公平、干净。在整个奥运会期间,将有超过1000名志愿者和专业人员参与到反兴奋剂控制工作中来,为巴黎奥运会提供了一个展示反兴奋剂斗争成果的机会,也为运动员提供了一个在公平和尊重的竞争中展示自己成就的平台。通过不断创新和坚定不移地打击兴奋剂,维护公平和诚信的奥林匹克精神。近年来,稳定同位素技术作为反兴奋剂检测的重要手段,越来越受到世界反兴奋剂机构的欢迎和认可。德国元素AnthrovisION是稳定同位素技术用于反兴奋剂检测的完备解决方案。它可以鉴定运动员体内睾酮(男性荷尔蒙的一种)是自然产生还是服用兴奋剂造成。德国元素ElementarAnthrovisION-反兴奋剂检测解决方案AnthrovisION亮点:— 易用性Good-For-Go控制允许单击仪器设置— 高级数据分析用有史以来最强大的同位素数据处理软件— 更小占用空间比任何其他商用稳定同位素分析仪小近50%— 低拥有成本由于仪器睡眠/唤醒功能,减少了资源消耗GC-IRMS方法是能够确定运动员是否使用了提高成绩的合成代谢类固醇,或者他们的运动成功是否归因于他们固有的表现能力的方法。由于GC-IRMS是唯一能够进行这种区分的技术,世界反兴奋剂机构(WADA)已经宣布GC-IRMS是体育兴奋剂分析的强制性分析技术,其实施和测试标准在WADA技术文件TD2022IRMS中进行了描述。气相色谱-质谱法(GC-MS)根据分离物质的质量和破碎模式识别和量化分离物质,并可以识别运动员尿液中的异常。Lalonde博士是加拿大蒙特利尔INRS反兴奋剂实验室的研究员,他所在的加拿大INRS-Armand-Frappier研究所使用IsoPrime100 IRMS进行兴奋剂检测。
  • 【瑞士步琦】通过SFC(超临界流体色谱)分离三萜香树脂醇的方法
    分离三萜香树脂醇的方法香树脂醇属于三萜类的天然产物,它们有一个双键,结构为五环三萜醇。自然界中的香树脂醇通常以 α-香树脂醇和 β-香树脂醇形式存在,它们互为同分异构体。其中 β-香树脂醇,又称白桦酯醇,具有较高的药用价值,能抑制胆固醇和甘油三酯合成,有效预防肥胖症、动脉粥样硬化症和 2 型糖尿病。α-香树脂醇β-香树脂醇作为两个极性接近的同分异构体,如何利用色谱法有效分离和收集 α-香树脂醇和 β-香树脂醇一直是天然产物界的研究课题之一。由于香树脂醇的化学结构特性,在 HPLC-UV 上会采用 200nm 左右的吸收波长来检测,很容易受到溶剂或其他杂质的影响,而且分离时间也比较长。如图 1 采用 250×3mm I.D,3μm 的 C18 色谱柱分离一系列三萜化合物的混合物。 M. Martelanc et al. / J. Chromatogr. A 1216 (2009) 6662–6670图1、用 HPLC-UV 分离羽扇豆醇(L1),羽扇烯酮(L3),α-香树脂醇(αAm),β-香树脂醇(βAm),δ-香树脂醇(δAm),乙酸环阿屯酯(C2), β-谷甾醇(S2)以及豆甾醇(S1)混合物,流动相为 6.5%水/93.5% 乙腈。本文介绍了一种利用 BUCHI Sepiatec SFC 仪器分离 α-香树脂醇和 β-香树脂醇的方法。SFC 仪器与蒸发光散射检测器(ELSD)相连。为了提高生产效率,采用了堆叠注入模式。▲ BUCHI Sepiatec SFC-50 1实验条件设备Sepiatec SFC-50色谱柱Reprosher C30 10um 100x10mm流动相种类A=CO2B=甲醇流动相条件A/B=85%/15%,等度 18min流速30 mL/min背压150 bar柱温40℃样品25 mg/mL 香树脂醇甲醇溶液进样量11 次叠层进样,每次 100uL▲ 图2、香树脂醇经过 11 次叠层进样,分离为 α-香树脂醇和 β-香树脂醇 2结果与讨论由于 α-香树脂醇和 β-香树脂醇之间没有基线分离,所以分为三组馏分收集,中间部分重新注入以提高回收率。在图 1 的 HPLC-UV 分离方法中,α-香树脂醇和 β-香树脂醇的出峰时间为 20-25 分钟,基线部分波动较大。在图 2 中,SFC-ELSD 采用 11 次叠层进样,总时长为 18 分钟,相比 HPLC 法效率更加高,基线也更加平稳。在馏分收集方面,得益于叠层进样和主要溶剂为 85% CO2,可以在收集大量样品的同时减少溶剂后处理的时间。 3结论α-香树脂醇和 β-香树脂醇可以用 Sepiatec SFC-50 有效分离,结合 ELSD 可实现高产率的检测和连续分馏。 4文献来源Separation and identification of some common isomeric plant triterpenoids by thin-layer chromatography and high-performance liquid chromatographyMitja Martelanc, Irena Vovk, Breda SimonovskaNational Institute of Chemistry, Laboratory for Food Chemistry, Hajdrihova 19, SI-1000 Ljubljana, Slovenia
  • 丹东百特新年首场技术交流会:全国高纯粉体与晶体材料创新发展论坛
    2021年1月7日,全国高纯粉体与晶体材料创新发展论坛于美丽的海滨城市珠海顺利召开。此次会议不仅吸引了业界数位知名企业家与各个高校的师生参与交流,而且也邀请了多位技术专家现场分享各自的经验与心得,大家在会上为中国高纯粉体与晶体材料的创新发展畅所欲言,各抒己见。 丹东百特仪器有限公司技术总监李雪冰博士在论坛上与大家分享了“高纯粉体在粒度测试中遇到的问题和对未来的展望”,粉体的品质对晶体材料的品质极其重要,但由于在产业上缺乏统一的标准,人们在检测原料时不仅会因为不同检测技术上的差异而感到困惑,也会因为粉体材料在微观和宏观形态上的差异而无法判断数据是否可靠。报告中,李雪冰博士强调了确立产业化检验标准的必要性,提出检测时不能只重视数据漂亮与否,而是要与应用端挂钩,了解真正工业需求的观点。幽默风趣的报告方式、切身实际的问题解答赢得阵阵热烈的掌声。 会场之外的仪器展示也精彩纷呈。百特销售总监丛丽华女士热情地给参观者讲解百特激光粒度仪的突出性能和操作方法。Bettersize 3000 plus的亮相也是格外引人瞩目,这款联合了激光衍射法和动态图像法的粒度粒形分析系统,不仅能给用户提供全面的粒度大小分布报告,也能提供每一个颗粒形貌的具体参数,这种粒度粒形二合一的系统,是高纯粉体与晶体材料颗粒分析的理想选择。 在本次论坛上,主办方还举行了粉体圈会员的授牌仪式,丹东百特仪器有限公司以其在行业中的卓越影响力被评为钻石会员。在新的一年里,百特将与粉体圈及颗粒界的朋友一道,为中国颗粒测试技术更上一层楼,为中国颗粒测试技术赶超世界前列水平而不懈努力。
  • 《Nature》:冷冻电镜蛋白解析再获突破!或成为癌症治疗的下一个主要分子靶点
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)是一种中心代谢酶,催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A(CoA)转化为草酰乙酸和乙酰-CoA1-5。哥伦比亚大学的科学家们与Nimbus Therapeutics的研究人员合作,利用冷冻电镜技术揭开了这种代谢酶的神秘面纱,这种酶可能成为癌症治疗的下一个主要分子靶点,这项研究的最新进展发表于《Nature》杂志。 br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 首先,我们来了解下究竟什么是ACLY。ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)是一种中心代谢酶,催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A(CoA)转化为草酰乙酸和乙酰-CoA。乙酰辅酶A对脂肪酸的代谢、胆固醇的生物合成以及蛋白质的乙酰化和异戊烯化至关重要。作为抗癌药物的靶标,ACLY一直备受关注,因为许多癌细胞依赖它进行肿瘤的转移与扩散。 ACLY也是抗血脂异常和肝脂肪变性的靶向位点,部分药物目前正在进行3期临床试验。当前已报道许多ACLY抑制剂,但其中大多数仅具有很弱的活性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 虽然之前的实验已经成功完成了该酶的片段,但此次哥伦比亚大学Liang Tong及其研究团队的工作揭示了在高分辨率下人类ACLY的完整结构。Liang Tong教授表示,“ACLY是一种控制细胞内许多过程的代谢酶,包括癌细胞中的脂肪酸合成。通过抑制这种酶,我们可以控制癌症的生长。此外,该酶还具有包括包括调节胆固醇生物合成等其他作用,因此针对该酶的抑制剂也可用于控制胆固醇水平。同时,靶向治疗是癌症研究的一个热点领域,癌细胞中的某些特定分子会帮助它们生长,分裂和传播,而此次解析的ACLY酶也是其关键的一员。通过阻断这些分子的作用,我们可以有效的抑制肿瘤生长与扩增。” /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/72498bef-69fb-42c1-b014-c2870a88485b.jpg" title=" 1111.jpg" alt=" 1111.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 今年早些时候,另一组研究人员展示了一项针对高胆固醇治疗的口服疗法bempedoic acid的3期临床试验结果。该药物是第一代ACLY抑制剂,单独服用可降低低密度脂蛋白(LDL)胆固醇30%,与他汀类药物联合使用可降低20%。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 目前已经发现ACLY在几种类型的癌症中过表达,并且实验已经证实“关闭”ACLY可引起癌细胞停止生长和分裂。了解ACLY的复杂分子结构将使研究者了解到该分子最佳的抑制区域,为靶向药物开发铺平道路。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " Liang Tong及其研究团队使用纽约结构生物学中心的设施,使用冷冻电镜技术(Cryo-EM)来解析ACLY的复杂结构。 Cryo-EM允许使用电子显微镜对冷冻生物样本进行高分辨率成像。然后将一系列二维图像计算重建为精确、详细的复杂生物结构(如蛋白质,病毒和细胞)的三维模型。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 冷冻电镜结果揭示了有效抑制ACLY的意外机制。研究小组发现,抑制剂结合需要酶结构的显着变化。然后,这种结构变化间接阻断底物与ACLY的结合,从而防止酶活性发生。这种新的ACLY抑制机制可以为开发治疗癌症和代谢紊乱的药物提供更好的方法。 /p p br/ /p
  • 2015“中国生命科学领域十大进展”
    p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 为推动生命科学领域的创新性发展,充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科研成果,近日,中国科协生命科学学会联合体组织18个成员学会推荐,经生命科学领域同行专家评审及联合体主席团评选和审核,向社会公布了2015年度“中国生命科学领域十大进展”(排名不分先后)。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 入选的十大进展为:;磁受体蛋白MagR的发现;细胞内胆固醇运输的新机制;细胞炎性坏死机制研究;发育过程中人类原始生殖细胞基因表达网络的表观遗传调控;昆虫长、短翅可塑性发育的分子“开关”;高等植物光系统I光合膜蛋白超分子复合物晶体结构解析;口服重组幽门螺杆菌疫苗研究;剪接体的三维结构以及RNA剪接的分子结构基础研究;化学重编程中间状态的鉴定和化学重编程新体系的建立。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 水稻感受和抵御低温的机制研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 水稻起源于热带和亚热带,对环境低温非常敏感,限制了其种植区域。人工驯化选择使粳稻种植能延伸到低积温带区域。近年来全球气候变化导致的异常气温频发,直接威胁水稻的生产,而植物感知低温机理知之甚少。中国科学院植物研究所种康研究组与中国水稻所钱前研究员等合作发现水稻感受低温的数量性状位点基因COLD1赋予了粳稻的耐寒性。该基因编码一个九次跨膜的G-蛋白信号调节因子,定位于质膜和内质网。遇冷时COLD1与G-蛋白α亚基RGA1互作,激活Ca2+通道、触发下游耐寒防御反应;COLD1jap基因起源于中国野生稻而赋予粳稻耐寒性。这是国际上首次报道的植物低温感受器,揭示了人工驯化赋予粳稻耐寒性的分子细胞学机制。该成果对于水稻耐寒性的分子设计改良有重要的指导意义和潜在的应用前景。本研究成果在2015年7月《Cell》杂志上以封面论文发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 细胞内胆固醇运输的新机制 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 胆固醇是细胞不可或缺的脂类物质,其代谢异常会引起动脉粥样硬化和神经系统病变。细胞内胆固醇运输的机制并不清楚。武汉大学宋保亮团队研究发现,过氧化物酶体与溶酶体之间可产生动态接触,该过程由溶酶体上的SytVII蛋白结合到过氧化物酶体上的脂质分子PI(4,5)P2来介导。胆固醇正是通过这一新型的细胞器的膜接触,由溶酶体运输至过氧化物酶体。许多过氧化物酶体基因突变会导致发育和神经系统功能障碍,该工作第一次揭示了胆固醇堆积是过氧化物酶体紊乱疾病的发病原因之一。这项研究不仅发现了细胞内胆固醇运输的新机制,揭示了过氧化物酶体细胞器的新功能,更重要的是为治疗胆固醇代谢异常相关疾病提供了新的线索和思路。研究成果在2015年4月《Cell》上发表,同期配发了评述文章。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp strong & nbsp 细胞炎性坏死机制研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 细胞炎性坏死(细胞焦亡,pyroptosis)是机体的重要免疫防御反应,在清除病原感染和内源危险信号中均发挥重要作用。细胞焦亡由炎性蛋白酶caspase(caspase-1和caspase-4/5/11)介导,但具体机制完全不清楚。北京生命科学研究所邵峰团队和厦门大学韩家淮团队分别独立鉴定出全新的GSDMD蛋白,并证明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物,其切割对于caspase激活细胞焦亡既是必要的也是充分的。这些工作揭示细胞焦亡的关键分子机制,为多种自身炎症性疾病和内毒素诱导的败血症提供了全新的药物靶点。邵峰和韩家淮论文分布在《Nature》(2015年10月)和《Cell& nbsp Research》(2015年12月)上发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 口服重组幽门螺杆菌疫苗研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 幽门螺杆菌(Hp)是慢性胃炎、胃及十二指肠溃疡的致病菌,是胃癌的主要致病因子。我国胃病患者超过1亿,每年因胃癌死亡者达20万人。第三军医大学邹全明、中国食品药品检定研究院曾明和江苏省疾病预防控制中心朱凤才三位教授联合研究,发明了“Hp分子内佐剂粘膜疫苗”设计原理和安全高效的首个人用分子内粘膜免疫佐剂;设计与制造出全新的Hp疫苗组份;研究出国际上首个Hp疫苗生产与检定质量标准。历时15年,完成了Hp疫苗5000余人参加的临床试验,成功研发了具有完全自主知识产权的世界首个Hp疫苗,并安全、有效,保护率达71.8%,获国家1.1& nbsp 类新药证书。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 剪接体的三维结构以及RNA剪接的分子结构基础研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “中心法则”是分子生物学中的关键定理,描述了细胞最基础的生命活动。在真核细胞中,蕴藏在基因组DNA序列中的遗传信息先传递给信使RNA。转录的RNA需经剪接体(Spliceosome)成熟之后再翻译成蛋白质,执行生物学功能。剪接体(Spliceosome)是一个巨大而又复杂的动态分子机器,清华大学施一公课题组创新性地利用酵母细胞内源性蛋白提取获得了性质良好的样品,并利用前沿的单颗粒冷冻电子显微镜技术,首次解析了酵母剪接体近原子水平的高分辨率三维结构,并在此基础上进行了详细分析,阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的工作机理。这一研究成果2015年9月在《Science》杂志以两篇“背靠背”的长文发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 磁受体蛋白MagR的发现 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生物能否感知及如何感受地球磁场的存在是生命科学中的未解之谜。北京大学生命科学学院谢灿实验室及合作者发现普遍存在于动物中的磁受体基因,其编码的磁受体蛋白MagR具备内源磁性,能识别外界磁场并顺应磁场方向排列,据此提出一个新的“生物指南针”分子模型。这项发现有助于分析动物迁徙和生物导航之谜,同时也为未来发展基于磁场进行大分子分离纯化,操纵细胞活性和动物行为包括磁遗传学,以及新型磁性生物材料的开发提供了可能。本研究成果在2015年11月《Nature& nbsp Materials》杂志上发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 昆虫长、短翅可塑性发育的分子“开关” /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 昆虫长、短翅可变发育是生物发育可塑性的典型例子,是昆虫进化成功的重要特性。稻飞虱是水稻的最重要害虫,若虫可以根据环境条件变化,选择性地发育为能飞行的长翅型成虫,或发育为不能飞行但繁殖更强的短翅型,这种可塑性发育是该虫成为毁灭性大害虫的重要原因。浙江大学张传溪教授带领的团队研究发现,稻飞虱翅芽的两个胰岛素受体在长、短翅分化中作用相反,起着分子“开关”作用。抑制胰岛素受体I基因和胰岛素通路会导致转录因子FOXO进入细胞核,若虫就发育为短翅型成虫;而抑制在翅芽组织中特异表达的胰岛素受体II基因就会导致FOXO滞留于翅芽的细胞质,若虫就发育为长翅型成虫。本研究成果在2015年3月《Nature》杂志上发表,被认为“是多型现象分子机理研究的一个里程碑”,在稻飞虱防治上具有重要价值。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 高等植物光系统I& nbsp 光合膜蛋白超分子复合物晶体结构解析 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 光系统I(PSI)光合膜蛋白超分子复合物是光合作用中高效吸能、传能和转能的系统,其量子转化效率几乎为100%。中国科学院植物研究所匡廷云、沈建仁研究团队在原子水平分辨率的高等植物光系统I-捕光天线(PSI-LHCI)晶体结构,解析了高等植物PSI-LHCI的精细结构,其中包括16个蛋白亚基和205个辅因子,总分子量约600kDa;揭示光系统I的4个捕光色素蛋白复合体(Lhca1-4)在天然状态下的结构及相互关系,LHCI全新的色素网络系统和LHCI红叶绿素的结构,明确提出LHCI向核心能量传递可能的4条途径。该研究成果对于阐明光合作用机理及提高作物光能利用效率和开辟太阳能利用的新途径都具有重要的理论和实践意义。该研究成果在2015年5月《Science》期刊以长文的形式并作为封面文章发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 发育过程中& nbsp 人类原始生殖细胞基因表达网络的表观遗传调控 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生殖细胞(精子和卵细胞)是人类生命繁衍、维持物种稳定和延续的种子和纽带,在胚胎发育过程中来自原始生殖细胞。人类原始生殖细胞基因表达网络的特征及其表观遗传学调控一直是亟待解决的重大发育生物学问题。北京大学汤富酬研究团队与北京大学第三附属医院乔杰研究团队紧密合作,采用单细胞转录组高通量测序等一系列关键技术,深入、系统地解析了人类原始生殖细胞多个发育阶段的转录组和DNA甲基化组的动态变化,揭示了人类原始生殖细胞基因表达调控的一系列关键独特特征,这为人们提供了一个深度解析人类原始生殖细胞中基因表达网络表观遗传调控的精准坐标系统,有助于更好地理解人类生殖细胞和早期胚胎发育的根本规律。该项研究未来对辅助生殖技术安全性评估、以及临床上生殖细胞发育异常相关疾病机理的解析等可能具有重要意义。该研究成果2015年6月在《Cell》期刊发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 化学重编程中间状态的鉴定和化学重编程新体系的建立 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “体细胞重编程”技术可以将已经分化和特化的体细胞诱导逆转成为“生命之初”的多潜能干细胞。北京大学邓宏魁的研究团队在2013年报道小分子化合物诱导的体细胞重编程技术(化学重编程)的基础上,发现了化学重编程的一个中间状态,其基因表达谱、体内发育能力和重编程能力均类似于胚外内胚层(XEN)细胞。这一发现表明化学重编程是一个分子路径上完全不同于转基因诱导体细胞重编程的全新途径,为进一步改进化学重编程体系提供了一个关键的分子路标;并将大幅提升了化学诱导的多潜能干细胞(CiPS细胞)的诱导效率。这一成果体现了小分子化合物调控细胞命运的特点和优势,有望在再生医疗中为获得病人自体的组织和器官提供理想的细胞来源。该研究成果2015年12月在《Cell》杂志发表。 /p p br/ /p
  • 多项重要成果!中国科学家一天连发3篇Science
    p   近年来,中国基础研究进步明显,在国际顶尖学术期刊上中国科学家发表的高水平学术论文也越来越多,部分研究领域经常会有重大突破性进展。 /p p   《自然》(Nature)、《科学》(Science)和《细胞》(Cell)作为目前国际上最顶尖的学术期刊,每期发表文章数量都很少,发表文章基本也代表了相关领域的顶尖研究成果。此前,青塔已经多次报道2018年前5个月中国高校和科研院所发表的部分CNS文章。 /p p   进入6月份,这种势头依然非常强劲。今天(6月8日),中国科学家又连发3篇Science,这种情况非常罕见。其中,南京农业大学、中国农科院等合作发表1篇,中科院上海生化细胞所、武汉大学宋保亮研究组与新疆医科大学马依彤合作组等联合发表1篇,中国科学院生物物理所的章新政教授与李梅教授等合作发表1篇。 /p p strong   南京农业大学、中国农科院等合作发表一篇Science /strong p /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/f53f2794-7d86-48b6-8d1e-63d17154be0e.jpg" / /p p & nbsp /p p   最近,中国农业科学院副院长、中国工程院院士万建民领衔的科研团队系统解析了水稻粳稻与籼稻杂种不育问题及遗传特性,发现自私基因系统控制水稻杂种不育,并影响稻种基因组的分化。该研究有望解决水稻杂种不育难题。相关研究成果6月8日在线发表于《科学(Science)》期刊。 /p p   自私基因是指双亲杂交后,父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的基因。它使亲本自身的遗传信息能更多、更快地复制,并能更多地传递给子代,其遗传不符合孟德尔遗传规律。2017年《科学(Science)》曾报道了小鼠和线虫自私基因的非孟德尔遗传现象。这些研究表明在动物中自私基因驱动了基因组的进化,并影响了物种自身的稳定性。但关于植物的相关研究尚未有任何报道。 /p p   杂交稻对解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献。但如何进一步提高杂交稻的产量,急需寻找新的技术途径。研究表明,水稻籼粳亚种间杂交稻比目前的杂交稻能进一步提高单产15%-30%,但籼粳杂种存在半不育的问题,严重制约了籼粳杂交稻产量的提高。万建民院士团队在解决这一难题上取得了突破性进展。 /p p   研究发现,水稻杂种不育性受水稻自私基因位点qHMS7的控制,并发现水稻包含三个紧密连锁的基因ORF1、ORF2和ORF3,其中ORF1基因编码一个未知功能的蛋白 ORF2基因编码一个杀配子的毒性蛋白,以母体效应导致花粉死亡 而ORF3基因编码一个解毒蛋白,以配子体效应保护配子,使携带ORF3基因的花粉可育。在“祖先野生稻-普通野生稻-亚洲栽培稻”的演化过程中,ORF1一直被保留,ORF2从没有毒性功能逐步演变成有毒性功能的类型,ORF3是在普通野生稻中由ORF1基因复制产生,并获得解毒功能,在随后的稻种驯化过程中被选择传递到亚洲栽培稻品种。研究表明,粳稻品种同时携带毒性的ORF2和解毒的ORF3,而南方野生稻只含有无毒性的ORF2,在其杂种F1中,携带南方野生稻基因型的花粉因缺乏ORF3保护而死亡,携带粳稻品种基因型的花粉因有ORF3保护而存活,最终导致后代中没有纯合的南方野生稻基因型个体存在,群体分离不符合经典的孟德尔遗传模式。 /p p   该研究阐明了自私基因在维持植物基因组的稳定性和促进新物种的形成中的分子机制,探讨了毒性-解毒分子机制在水稻杂种不育上的普遍性,为揭示水稻籼粳亚种间杂种雌配子选择性致死的本质提供了理论借鉴。 /p p   该研究由中国农科院与南京农业大学合作完成,并得到中国农科院科技创新工程的大力支持。 /p p & nbsp /p p strong   中科院上海生化细胞所、武汉大学等联合发表一篇Science /strong p /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/223f4494-8d8c-4656-bc1f-7b00ce4238a0.jpg" / /p p   论文题目为A LIMA1 variant promotes low plasma LDL-cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorption(《LIMA1基因变异减少小肠胆固醇吸收并降低血浆低密度脂蛋白胆固醇水平》)(doi: 10.1126)。武汉大学宋保亮教授和新疆医科大学第一附属医院马依彤教授为共同通讯作者,中国科学院上海生化细胞所张莹钰博士、新疆医科大学第一附属医院付真彦博士、武汉大学生命科学学院魏健博士为共同第一作者。 /p p   血浆中“低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)”浓度升高是导致心脑血管疾病的主要风险。LDL-C水平受遗传和饮食双重控制,了解人体LDL-C水平的遗传调控机制是疾病诊治和医药研发的先决条件,而目前只有少数影响LDL-C的基因被鉴定出来。不同种族之间LDL-C的含量及冠心病的发病率有很大差异。 /p p   为揭示新的胆固醇调控基因,宋保亮课题组与马依彤团队合作,在针对新疆人群心脑血管疾病的风险调查中,发现了一个家族性低LDL-C的哈萨克族人家系,通过全基因组外显子测序和基因关联性分析,发现LIMA1基因罕见移码突变(K306fs)与低LDL-C显著相关。深入研究发现,LIMA1特异性表达在小肠上,通过与NPC1L1蛋白(该通路也由宋保亮团队前期工作系统揭示)互作将后者锚定到肌球蛋白Myosin Vb上,从而调控小肠胆固醇的吸收。 /p p   这项研究为降胆固醇提供了新的药物研发靶点。该研究还有助于理解为什么哈萨克族人虽然消耗较多牛羊肉,但心脑血管疾病患病率低于汉族人群。 /p p & nbsp /p p strong   中科院生物物理所揭示玉米光系统I的结构与捕光复合物I和II超复合 /strong p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/73a19499-eb3e-4e39-953e-3feaee068674.jpg" / /p p   在氧合光合作用期间,光系统II(PSII)和I(PSI)串联操作并紧密耦合以允许有效的光驱动电子传输。两种光系统都是含有核心复合物和外围天线系统的多亚基超分子复合物。在光合作用的工厂中,外围天线由集光组件(LHCs)组成。形成PSI-LHCI复合物的LHCIs(含有Lhca载脂蛋白)与PSI核心相关,而LHCII(含有Lhcb载脂蛋白)大部分与PSII核心相连,构成PSII-LHCII复合物。 PSI或PSII的天线系统具有不同的成分组成,因此具有不同的光吸收性质。红色和远红光分别优先刺激PSII和PSI,并且波动的照射可能导致两个光系统的不均匀激发。 /p p   平衡捕光对高效光合作用至关重要 因此,植物已经在自然环境中不断变化的光照条件下发展了短期和长期的适应。状态转换是在几分钟的时间尺度上发生的短时间响应,并且在光质改变时允许两个光系统之间的能量均衡分布。在状态转换期间,三聚LHCII(由Lhcb1-3的不同组合组成)可逆地被磷酸化和去磷酸化,该过程由质体醌(PQ)的氧化还原状态控制并受叶绿体激酶(STN7)和磷酸酶(PPH1)称为TAP38)在植物中。在状态1中,LHCII主要与PSII相关并将激发能量转移到PSII核心。在有利于PSII激发的光照条件下,PSII的过度激活导致PQ库的减少,STN7激酶的激活以及随后LHCII的N末端区域的磷酸化。一部分磷酸化的LHCII(移动LHCII)在类囊体膜内从PSII横向移动到PSI,形成PSI-LHCI-LHCII超复合物并导致从状态1切换到状态2.移动LHCII作为PSI除了LHCI之外,还增加了向PSI核心转移的能量。在自然光条件下,状态转换对于优化植物生长和适应性是必需的。 /p p   在16-分辨率下的PSI-LHCI-LHCII超复合物的结构揭示了与LHCI相反侧上的PSI核心相关的单一LHCII三聚体,然而蛋白质 - 蛋白质和LHCII和PSI之间的色素 - 色素相互作用尚不清楚。尽管以前已经解决了植物LHCII的晶体结构,但是在这些结构中没有观察到含有磷酸化位点的LHCII的N-末端尾部。关于磷酸化LHCII如何增强其与PSI的相互作用,这仍然是一个未解决的问题。植物PSI-LHCI包括由14个亚基(PsaA至L,PsaN和PsaO)组成的核心复合物和包含4个组成两个异二聚体(Lhca1-Lhca4和Lhca2-Lhca3)的四个LHCI蛋白的外围天线系统。最近的豌豆PSI-LHCI晶体结构揭示了16个亚基的结构和位置,但在这些结构中未观察到两个植物特异性亚基PsaN和PsaO。完整的PSI-LHCI结构应该能够更好地理解PSI-LHCI复合物内的能量转移。 /p p   在这项研究中,来自中国科学院生物物理所的章新政教授与李梅教授团队利用冷冻电镜解析的玉米PSI-LHCI-LHCII的结构,揭示了LHCII和PSI之间的识别位点。 PSI子单元PsaN和PsaO分别在PSI-LHCI界面和PSI-LHCII界面处观察到。 每个亚基通过一对叶绿素分子将激发传递给PSI核心,从而揭示天线与PSI核心之间能量转移的前所未见的路径。这些发现阐明了全新的能量传递路径,让我们能更好地了解光合作用这一重要的生化反应。 /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: right"   (来源:南京农业大学新闻网、武汉大学新闻网、iNature微信公众号等) /p /p /p /p
  • 中科院上海药物所等优化新型药物载体材料
    p   中国科学院上海药物研究所研究员张继稳领衔中法合作团队发明了一种快速、温和的方法,显著改善环糊精金属有机骨架(CD-MOFs)在水中的稳定性,克服了CD-MOFs在水中稳定性差的缺点,拓展了CD-MOFs在医药领域的应用前景。该研究成果于7月26日发表于《化学通讯》(ChemComm)上。 br/ /p p   金属有机骨架(MOFs)作为新的“明星”材料,迅速成为科学家的研究热点。以环糊精为有机配体、钾离子为无机金属中心形成的CD-MOFs,是安全性高的新型药物载体,其微粒尺寸可控、功能多样,具有良好的生物相容性,在药物输送领域具有重要的应用价值。但CD-MOFs遇水迅速崩解,限制了它的应用。现有的增加CD-MOFs在水中稳定性的策略反应耗时长,并降低CD-MOFs的载药能力。因此,合成稳定的多孔性CD-MOFs材料仍然是一个巨大的挑战。 /p p   由上海药物所、法国Paris-sud大学、吉林大学、中山大学组成的合作团队采用简单高效的方法将胆固醇分子嫁接到CD-MOFs上,在CD-MOFs表面形成一层保护性的疏水性外壳,显著提高了CD-MOFs在水中的稳定性,即胆固醇修饰的CD-MOFs (CD-MOF-CHS)。胆固醇修饰的CD-MOFs(CD-MOFs-CHS)与水接触24 小时后仍能保持其内部结晶性结构和外部完整的形态。CD-MOF-CHS纳米粒可显著提高阿霉素在HeLa细胞的摄取,有效地递送药物。大鼠体内药代动力学研究表明,CD-MOF-CHS载阿霉素纳米粒的生物半衰期和曲线下面积(AUC)均显著提高。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/noimg/a61a375b-37cb-4865-ad02-a63b672a4fd7.jpg" title=" 1.jpg" width=" 564" height=" 130" style=" width: 564px height: 130px " / /p p style=" text-align: center " 胆固醇表面修饰CD-MOF可显著提高其在水中的稳定性 /p p br/ /p
  • 除了“无抗生素”标签,还有哪些评价蛋品品质的指标?有哪些蛋品专用仪器?
    在广告界,"无抗生素"的鸡蛋就像超级英雄一样,总是站在聚光灯下。但是,评价一颗蛋的品质,可不仅限于“抗生素残留”。其实,国家已经制定的国标里面对"抗生素残留"有严格限定。市场监管局会定期对鸡蛋进行"体检",一旦发现有"超标"的鸡蛋,就会毫不犹豫地开出"罚单"。评价一颗蛋的品质,除了需要留意它是否"无抗生素",还需要从蛋的大小与形状(蛋形指数)、蛋壳的质量以及内在的营养成分这三个维度去看。就像婴儿的诞生受到遗传、环境和母亲健康的影响,蛋品的品质也受到遗传、管理以及禽类疾病等因素的影响。1 蛋形指数蛋形指数是指鸡蛋短径与长径之比,一般情况下,标准值为0.7-0.75。如果蛋形指数小于0.7,说明鸡蛋长而窄;反之,如果蛋形指数大于0.75,说明鸡蛋短而宽。蛋形指数对鸡蛋品质的影响体现在三个方面:(1)外观:过大或过小的蛋形指数会影响鸡蛋的外观。蛋形指数大于标准值时,鸡蛋较为圆胖,甚至会出现畸形鸡蛋,影响外观美观度。反之,蛋形指数小于标准值时,鸡蛋会显得过于细长,不够美观,也不利于储存运输。(2)口感:不同蛋形指数的鸡蛋口感也会有所不同。研究发现,蛋形指数0.65-0.75之间的鸡蛋质地较佳,口感更好。(3)营养:蛋形指数的大小也与鸡蛋中营养成分的分布有关。研究表明,蛋形指数较小的鸡蛋蛋黄中含有更高的蛋白质和胆固醇,而蛋形指数较大的鸡蛋蛋白质和胆固醇含量更高。2 影响蛋壳质量的因素蛋壳质量约占蛋重的10%~11%,蛋壳质量是蛋鸡养殖场和饲料生产者普遍关注的问题,它与种鸡的种蛋入孵率、孵化率、鸡苗质量以及商品蛋鸡的鲜蛋产量、经济效益密切相关,据估计,因蛋壳质量低劣造成的蛋损失约为6%。褐壳蛋在我国市场上占有的比例较大,蛋壳的着色虽然不影响鸡蛋的营养价值,但对消费者的心理有一定影响,所以近几年大家对褐壳蛋着色的关注度比往年更高。3 影响内在营养的因素内在营养与蛋重密切相关,蛋白质、碳水化合物、脂肪和钙的摄入量均可影响蛋重。通过调控鸡群的采食量以及日粮蛋白质、氨基酸与能量水平可以适当调整蛋重。增加采食量,提高日粮蛋白质和蛋氨酸、赖氨酸水平能够增加蛋重 提高日粮能量水平,减少采食量,可以适当降低蛋重。在日粮中加入一定量的油脂,增加饲料中的亚油酸含量,也能够在一定水平上增加蛋重。常见的与蛋品品质检测相关的专业仪器如下表所示:Description产品名称Model No.型号Brand/Origin品牌/产地用途多功能蛋品质分析仪ETP-01美国ORKA鸡蛋重量 蛋白高度蛋黄颜色 哈弗值 国际标准等级一体化蛋品质量测定系统ETU-01美国ORKA测量7个指标包括蛋品分析仪,蛋壳强度,厚度的功能蛋壳强度仪EFR-01美国ORKA蛋壳强度蛋壳厚度测定仪ESTG-2美国ORKA无需破损蛋壳厚度蛋壳颜色测定仪QCR英国TSS蛋壳颜色测定蛋粉蛋液分析仪MULTISCAN3000X澳大利亚NI蛋粉蛋液成分快速测定高胶强度测定仪RTC-3002D日本鸡蛋凝胶强度测定罗氏比色扇FQ-1A罗氏蛋黄颜色比对蛋品质量分析仪CDR FOODLAB意大利CDR对于全蛋蛋液,蛋粉,蛋黄的检测,主要分析L-乳酸,D-3羟丁酸 胆固醇,叶黄素,胡萝卜素含量分析家禽饲养隔离安全柜FIC美国PLAS-LABS提供净化、传递、消毒、负压、自动饲喂、温度控制、红光照明设备自动禽类分级系统VTS2000天翔飞域评估禽胴体长度,宽度,面积,破损,分级等指标数显蛋白高度测定仪EQ-1A北京天翔飞域鸡蛋蛋白高度测定蛋壳强度测定仪KQ-1A北京天翔飞域蛋壳强度测定鸭蛋鹅蛋蛋壳强度测定仪KQ-1B北京天翔飞域鸭蛋鹅蛋蛋壳强度专用便携式蛋壳强度测定仪KQ-1C北京天翔飞域便携式测量蛋壳强度蛋壳厚度测定计TQ-1A北京天翔飞域蛋壳厚度测定蛋壳颜色测定仪SCQ-1A北京天翔飞域蛋壳颜色测定 LAB值蛋壳白度测定仪QCR-1A北京天翔飞域蛋壳白度测量禽蛋相对密度测定仪EggD-1A北京天翔飞域禽蛋密度测量鸡蛋胚胎观察器VIEW-1A北京天翔飞域胚胎发育观察和记录家禽育种体重管理系统PBW-1A北京天翔飞域家禽重量管理以及系统蛋形指数测定计NFN-1A北京天翔飞域鸡蛋长径,短径以及蛋形测定胸角器CAM-1A北京天翔飞域测量鸡鸭等禽类胸的角度,判断胸肌发达情况气室高度测定系统EGCQ-1A北京天翔飞域鸡蛋气室成像,鸡蛋气室高度无损测量,鸡蛋分级蛋粉蛋液冻干机IC-01C初始密码蛋粉蛋液冻干以及水分测定蛋粉蛋液水分测定仪ELP-1A北京天翔飞域蛋粉蛋液水分快速测定数字化蛋斑评定仪Mottled Egg-1A北京天翔飞域蛋斑质量自动评定、蛋壳质量评价蛋壳评分仪ESC-1A北京天翔飞域水印蛋评价,蛋壳质量评价
  • 最新成果:黄超兰与郑敏团队合作揭示新冠康复患者血清蛋白分子图谱
    当前,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)仍在全球范围内持续威胁着人类的健康,截止到2021年6月初,新冠肺炎确诊病例已多达1.72亿,死亡人数超过370万。新冠爆发早期的研究主要集中在探索流行病学和发病机制上,随着人们对新冠病毒的认识逐渐加强,越来越多的临床专家开始关注新冠康复患者的预后评估。此前有研究指出新冠肺炎康复患者会持续出现不同程度的症状和意想不到的实质性器官功能障碍,然而这些后遗症发生的分子机制尚未明确。  近日,北京大学医学部精准医疗多组学研究中心黄超兰教授团队,和浙江大学第一附属医院郑敏教授团队开展合作研究,首次关注新冠肺炎康复患者的血清蛋白表达变化。通过蛋白质组学数据与临床数据的整合分析,提出康复患者在1个月后仍会出现胆固醇代谢紊乱和心肌受损。该研究以“Proteomic analysis identifies prolongeddisturbances in pathways related to cholesterol metabolism and myocardiumfunction in the COVID-19 recovery stage”为题于2021年6月3日线上发表在Journal of Proteome Research期刊上。  图. 基于DIA-PASEF方法的定量蛋白质组学分析  研究者对来自健康志愿者,COVID-19中症及重症病人的患病期和康复期的血清样本开展了基于DIA-PASEF方法的定量蛋白质组学分析。结果显示,与健康对照组相比,康复期的中症和重症患者体内分别有243和163个蛋白质发生了显著变化,其中,与患病期重合的蛋白数量分别为113和88个。进一步的研究结果表明,康复患者体内未恢复至正常水平的蛋白主要参与了胆固醇代谢、转运、酯化,及心肌肥大、心肌组织发育、心肌细胞分化、心血管系统发育等相关通路。值得关注的是,通过系统地统计600名新冠肺炎患者、1177名甲型流感患者和522名H7N9感染患者的总胆固醇水平数据,研究者发现仅新冠肺炎患者的血清总胆固醇在发病后呈上升趋势。相关研究结果有助于进一步探索针对新冠肺炎康复患者的临床治疗决策设计,未来有效改善患者的预后。本研究基于前沿的高通量DIA定量蛋白质组学技术,用高质量的数据为全面开展新冠康复患者的预后评估提供了可靠的重要分子基础和机制信息。此前,黄超兰主任领衔的多组学中心团队还与高福院士领衔的多学科团队紧密合作,揭示早期的新冠感染患者存在显著的免疫抑制,并首次提出COVID-19的发病机制或存在“两阶段”模式。多组学中心在黄超兰教授的带领下,将继续基于临床,前沿技术和基础学科的深度交叉融合,开展协同创新研究,持续为抗击新冠病毒做出多方面的贡献。 北京大学医学部精准医疗多组学研究中心主任黄超兰教授,浙江大学第一附属医院郑敏教授为本文的共同通讯作者 北京大学医学部精准医疗多组学研究中心陈扬副研究员,浙江大学第一附属医院姚航平研究员,北京大学医学部精准医疗多组学研究中心博士研究生张楠,浙江大学第一附属医院吴杰副研究员为本文的共同一作。  原文链接:  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.1c00054
  • 直播 | 深入外泌体: 冷冻电镜下的新一代药物递送载体
    细胞排出废物的“垃圾桶”,到如今科研界热度居高不下的宠儿,外泌体在某种意义上完成了质的飞跃。外泌体是细胞分泌到胞外的一种囊泡(Extracellular Vesicles,EVs),其大小为30-150nm,具有双层磷脂膜结构,含有丰富的内含物(包含蛋白质、核酸等多种活性生物分子)。外泌体应用于疾病诊断、药物装载及做为治疗药物等方面,它穿透性极强、吸收更佳、低免疫原性,使得它成为了非常优质的“活性物质递送系统”。外泌体由蛋白质、核酸、脂质组成,含有较高水平的胆固醇、鞘磷脂及饱和脂肪酸。相比其他载体,外泌体在递送药物方面有着显而易见的优势:①外泌体的安全性非常高;②外泌体有非常好的靶向性潜力;③外泌体具备工程改造潜力;④外泌体有优秀的多分子装载能力。药物递送系统(DDS)的表征是新药研发致关重要的一个环节,反应DDS 的特性。冷冻电镜是外泌体直观表征的不二利器,通过将外泌体样本快速冷冻,可以获得外泌体近生理状态下形貌信息细节,直接表征多项指标;还可以通过冷冻电子断层扫描技术获得外泌体近生理状态下的3D结构,为新药开发打开纳米世界的大门。随着冷冻电镜技术的不断发展,已经突破分辨率极限,达到原子级别。冷冻电镜技术对外泌体的探究越来越细致,为了更深入的走进外泌体,了解冷冻电镜下的新一代药物递送载体,药融圈联合赛默飞共同邀请到苏州唯思尔康科技有限公司SVP何新军以及赛默飞世尔科技材料与结构分析业务拓展经理刘靖怡2位行业专家,于2023年5月18日做客线上直播间,揭开外泌体的神秘面纱。
  • 质构仪在鱼、肉、无肉蛋白替代品及其加工衍生物食用质量的质构控制
    美国FTC质构仪(多种型号可选)质地是决定鱼、肉、无肉蛋白替代品及其加工衍生物食用质量的首要考虑因素。例如,从制造商的角度来看,这可能是一种成分的影响,例如,一个加工过的火腿生产商向其产品中加水,并希望量化消费者可接受的最大加水水平。从顾客的角度来看,这是正宗的火腿。从农场/海洋到餐盘的质地分析被用来客观地衡量鱼、海鲜和肉类产品的质量,例如老化对肉嫩度和鱼的肌肉轮廓的影响,以表明脂肪含量。其他应用包括加工肉制品的切片/撕裂特性,肉酱和糊状物的稠度,鱼凝胶的弹性,海产品的硬度,以及腌料对肉类的影响等。在过去50年里,全球对肉类和鱼类的消费显著增加,但也有一种消费肉类替代品的趋势。肉类替代品主要由寻求更健康、无胆固醇、可持续和合乎道德的肉类替代品的素食主义者和纯素食主义者消费,但也有弹性素食主义者(主要食用植物性食品,偶尔食用肉类、鱼类和家禽)消费。食品科学家正在开发植物性肉类 与肉类口感和味道相似的鱼类替代品,模仿动物蛋白质中的纤维特性。它们通常由大豆、麸质和Quorn等产品制成,但制造商也使用其他成分,如豌豆蛋白。无论是在一个研发实验室,一个领域,还是一个制造设施,我们的产品是量化鱼,肉和植物性替代品的质构特征的理想解决方案。
  • 冷冻电镜助施一公再发Nature文章
    2014年6月29日,清华大学生命科学学院施一公研究组在《自然》(Nature)杂志以长文形式(Article)在线发表了题为&ldquo Three dimensional structure of human g-secretase&rdquo 的科研论文,在世界上首次报道了与阿尔兹海默症(老年痴呆症)发病直接相关的人源g-secretase的精细三维结构,为理解g-secretase的工作机制以及阿尔兹海默症(Alzheimer&rsquo s Disease, AD)的发病机理提供了重要线索。   阿尔兹海默症是一类神经退行性疾病,临床表现为脑组织切片中出现淀粉样斑块,神经元逐渐死亡,认知和记忆能力受损,大脑功能逐渐丧失,病人逐渐丧失独立生活能力,最后脑功能严重受损直至死亡。美国前总统里根和英国前首相撒切尔夫人都罹患该疾病。据不完全统计,我国目前大约有500万阿尔兹海默症患者,占世界发病总数的四分之一。由于缺乏特效药物,该疾病不但给病人及家属造成极大痛苦,也同时带来沉重的社会负担。   阿尔兹海默病的发生和大脑中淀粉样斑块的形成密切相关   研究证明:淀粉样斑块是由膜整合蛋白酶复合物g -secretase异常切割淀粉样前体蛋白APP (amyloid precursor protein)而产生过量易聚集的Ab42肽段所致。g -secretase是由四个膜整合蛋白组成的包含19次跨膜螺旋的复合体,包括早老素Presenilin (PS1), Aph-1, Pen-2和Nicastrin四个亚基,其中Presenilin是执行酶活功能的膜整合蛋白酶(intramembrane protease)活性亚基。目前已经在Presenilin上鉴定出一百多个与阿尔兹海默症有关联的氨基酸突变。解析g -secretase的三维结构,并在此基础上理解其正常工作及致病机理,不仅具有重大科学意义,也将对阿尔兹海默症的药物研发起到重要的指导作用。   施一公研究组揭示g分泌酶复合物三维结构   然而,膜蛋白的结构生物学研究极具挑战性。要进行结构鉴定,最关键的一步是获得纯度高、化学性质均一稳定、有活性的g -secretase复合物。施一公在清华大学建立实验室之后立即针对这个难题启动攻坚。经过大量系统的尝试,以及对表达和纯化方法的不断改造和优化,他们历经数年最终利用瞬时转染技术在哺乳动物细胞中成功过量表达并纯化出纯度好、性质均一、有活性的g -secretase复合体。通过与英国MRC分子生物学实验室合作,对获得的复合物样品进行了冷冻电镜(Cryo-EM)的分析和数据收集,最终获得了分辨率达到4.5埃的g -secretase复合物三维结构。   这项研究成果让人类第一次看到了g-secretase的真实形状、组成、和几乎所有的蛋白质二级结构(a-螺旋和b-折叠)。该结构显示,g -secretase膜内部分呈马蹄型,全部19个跨膜螺旋清晰可辨。在胞外区有一个分子量较大、分辨率相对更高的结构域,即负责底物识别的Nicastrin亚基的胞外结构域,其原子结构模型得到构建,并初步显示出底物结合的可能位点。   值得一提的是,膜整合蛋白酶主要负责蛋白质受控膜内水解(Regulated Intramembrane Proteolysis, RIP)这一重要生理过程,即跨膜肽链在磷脂双分子层中被膜整合蛋白酶水解剪切的反应。这是二十年前被发现的一个重要的细胞信号转导过程,在从细菌到人类的各种生物体内广泛存在,并参与了生物体发育、胆固醇代谢、胁迫反应等生命活动。膜整合蛋白酶包括三大类蛋白,即丝氨酸蛋白酶Rhomboid, 金属蛋白酶S2P以及天冬氨酸蛋白酶Presenilin和SPP。施一公研究组在过去十年引领着蛋白质受控膜内水解结构生物学研究领域的发展,先后解析了细菌Rhomboid同源蛋白GlpG, 古细菌S2P同源蛋白,以及古细菌Presenilin同源蛋白的晶体结构并揭示了这些膜整合蛋白酶的工作机理。此次获得的g -secretase复合物的三维结构将该领域又向前推进了重要的一步。   注释:   该论文的第一作者卢培龙是生命学院博士研究生。共同第一作者白晓晨博士曾经师从生命学院隋森芳院士,获得清华大学博士学位后在剑桥MRC分子生物学实验室Sjors H.W. Sheres课题组从事博士后研究。共同第一作者马丹也是生命学院博士研究生。此外,清华大学生命学院在读博士研究生谢田、闫创业、孙林峰、杨光辉、赵艳雨和周瑞也对本研究做出重要贡献。   本工作获得了科技部、自然科学基金委、清华-北大生命科学联合中心的经费支持。
  • Metabolism | 单进军/杨勤合作发现肥胖人群为何更易感染新冠
    #Hot Spots / 今日热点近日,南京中医药大学-江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室单进军教授和美国加州大学欧文分校杨勤教授在代谢性疾病领域权wei杂志Metabolism-Clinical and Experimental(JCR和中科院医学一区,IF: 13.934)合作发表了题为Reduced DMPC and PMPC in lung surfactant promote SARS-CoV-2 infection in obesity的研究性论文。肥胖是新guan病毒(SARS-CoV-2)高病毒载量的既定危险因素,会增加新guan肺炎感染者的住院率,患者的愈后情况也不容乐观,但是这一现象的潜在机制目前还未知。SARS-CoV-2主要侵袭肺部,它的刺突蛋白会与肺细胞上的ACE2受体结合。在进化过程中,肺发展出了专门的防御系统来预防感染,II型肺泡上皮细胞产生的表面活性物质是肺宿主防御系统的前线。肺表面活性物质是复杂的脂质和蛋白质混合物,脂质占比约90%,主要是磷脂酰胆碱(PCs)。而肥胖的特征是脂代谢异常,推测肺表面活性脂质的改变可能促进SARS-CoV-2感染,导致严重的新guan肺炎疾病。 但迄今为止有关肺表面活性脂质的研究报道较少(主要集中在表面活性蛋白),其原因可能是无法对复杂的脂质做出精zhun甄别。单进军教授团队利用Q Exactive高分辨质谱FullMS-ddMS2扫描模式可提供精确一、二级质谱信息这一优势,建立了肺表面活性脂质组学分析体系,并将之应用于肥胖小鼠肺组织和支气管肺泡灌洗液(BALF)的脂质分析,结果发现高脂饮食诱导的肥胖小鼠肺组织和BALF中的二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)和1-棕榈酰-2-肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(PMPC)的含量减少,而肺表面活性脂质中占比最多的二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)含量水平没有变化。在ACE2过表达的HEK293T细胞和内源性ACE2表达的Vero-E6细胞中研究PCs对SARS-CoV-2假病毒感染的影响,发现DMPC和PMPC均能显著抑制野生型和D614G突变株SARSCoV-2对HEK293T-ACE2和Vero-E6细胞的感染能力。但是,DMPC和PMPC并不能影响Spike-ACE2的相互作用。文献表明胆固醇在细胞膜中占脂质的30 mol%,在介导SARS-CoV-2进入靶细胞中起着重要作用,而PCs在哺乳动物细胞膜中也很丰富。通过细胞-细胞融合实验(以表达SARS-CoV-2 Spike/EGFP的HEK293T作效应细胞、以HEK293T-ACE2为靶细胞),探讨DMPC和PMPC可能的作用机制是通过替代细胞膜中的胆固醇来抑制SARS-CoV-2感染,并且DMPC和PMPC对SARS-CoV-2感染的抑制作用可以被胆固醇逆转。研究者还发现体外给予肥胖小鼠三肉豆蔻酸甘油酯,可增加其肺表面活性脂质DMPC和PMPC的水平。三肉豆蔻酸甘油酯组肥胖小鼠的肺泡灌洗液脂质提取物也可减轻野生型和D614G突变型SARS-CoV-2感染。综上所述,该研究应用肺表面活性脂质组学揭示了肥胖人群肺表面活性物质中DMPC和PMPC的含量变化和SARS-CoV-2感染能力的关系,并发现增加肺表面活性脂质DMPC和PMPC水平可能是防治肥胖患者感染新guan肺炎的一种创新策略,这为新guan肺炎的防治提供新的思路,具有重要的临床应用价值;在此研究基础上,研究者正从中药方剂中筛选可调控肺表面活性脂质的药效活性成分。单进军教授、杨勤教授为该文章的共同通讯作者,杜康博士和硕士生孙皊为共同第1作者。该研究获得美国国立卫生研究院R01基金和中国国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省“六大人才高峰”资助项目和江苏高校优势学科(中医学)建设工程资助项目的资助。近年来,单进军教授团队积极采用现代科学技术,解读中医药原理。2018年11月与Oliver Fiehn教授领导的美国加州大学戴维斯分校NIH西海岸代谢组学中心共建“医学代谢组学联合实验室”,建立了基于质谱的一liu代谢组学/脂质组学技术平台;同时依托江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室,率xian利用“肺表面活性脂质组学”策略研究中医药防治病毒性肺炎和哮喘等呼吸疾病。相关成果发表在Metabolism、Pharmacol Res、Gut Microbes、Anal Chim Acta、Front Immunol、Phytomedicine等期刊。如需合作转载本文,请文末留言。
  • 重磅!NanoTemper 年度MST技术用户案例精选
    不知不觉已步入2024年,NanoTemper很荣幸又陪伴用户度过了充实又有意义的一年。2023年NanoTemper的用户使用MST技术发表的文章超过2000篇,其中也有不少文章发表在Cell、Nature、Science三大主刊,非常感谢用户对我们的信任。MST微量热泳动技术能够弥补传统的互作技术在高样品消耗、小分子检测以及操作繁琐等方面的不足,能够轻松高效地检测各类具有挑战的样品,因而快速地被应用在各种领域。下面是我们的技术专家们精心挑选的9篇高分文献,为大家解读MST技术是如何在四个不同应用方向助力科学研究的。_小分子在进行小分子亲和力检测时,您可能会遇到样品分子量低或与目标蛋白分子量差异大导致检测信噪比低,实验难优化的问题。MST技术检测不依赖于分子量变化,结合引起的电荷或构象改变同样会被灵敏感应到。中国医学科学院 | 小分子抑制 α-synuclein 聚集帕金森病(PD)的病理表现是α-synuclein的聚集,α-synuclein 被认为是治疗帕金森病的一个潜在靶点。中药天麻中联苯苄型化合物20C,可显著增强PD模型的细胞活力,可能是天麻治疗PD的重要生物活性成分。然而,其作用靶点和作用机制尚不清楚。今年中国医学科学院药物研究所发表在Cell Death and Disease的研究结果发现,小分子20C可抑制α-synuclein 聚集并阻止PD的进展,并且明确了这些改善是来自20C和α-Syn fibrils的直接互作。α-Syn fiber是由α-Syn单体组装而成的大聚集体,分子量超过420kD,而20C为小分子,二者之间分子量倍数差别在几百倍以上,很难通过基于分子量变化方法进行互作亲和力检测。作者使用MST技术检测了 α-Syn fibrils 与20C的互作(Kd为37μM),证明二者之间存在直接互作。图1. 使用MST测定20C与α-Syn fibrils直接相互作用https://doi.org/10.1038/s41419-023-06116-0IF: 9.0 Q1第二军医大学 | 黄芪甲苷衍生物治疗梗死后心衰的作用和机制来自第二军医大学以及中国医学科学院药用植物研究所的张卫东团队在Signal Transduction and Targeted Therapy杂志上撰文,报道了黄芪甲苷优化衍生物HHQ16通过直接作用于心肌细胞逆转肥厚,有效地逆转了心肌梗死诱导的心肌重构,并改善了心功能。研究者对一个新发现的人类 lncRNA(Lnc4012) 及其小鼠同源基因(Lnc9456)进行了全面的鉴定,并对lnc4012/lnc9456在心肌梗死诱导的心肌肥大和心力衰竭的发生发展中的作用提供了新的机制见解,并证明lnc4012/lnc9456是一种新的真正的靶点。在研究过程中,研究者通过病理及药理实验确定了lnc9456为HHQ16逆转肥厚和心衰的特异性靶点,并通过MST实验验证了HHQ16与lnc9456具有高亲和力结合,但与抗肥大lncRNA Mhrt无亲和力(图2)。这表明了HHQ16与lnc9456特异性结合,导致其降解的药效机制。图2. MST检测HHQ16与lnc9456(左)及阴性对照(右)亲和力小鼠lnc9456和人lnc4012分子机制具有一致性。HHQ16与lnc4012的亲和力高于其小鼠同源基因lnc9456(图3),并以时间依赖的方式促进体外转录的lnc4012降解。研究者利用MST技术验证了新的小分子HHQ16会与lnc4012/lnc9456特异性结合。而HHQ16与lnc4012/lnc9456的结合会导致其降解,从而拮抗其对心肌细胞G3BP2/NF-κB信号的作用,从而有效地逆转心肌梗死引起的肥厚和心力衰竭。图3. MST检测HHQ16与lnc4012(左)亲和力https://doi.org/10.1038/s41392-023-01660-9IF: 39.3 Q1福建农林大学 | 细胞膜共受体复合体传递生长素信号的分子机制2023年11月,福建农林大学徐通达团队和杨贞标团队在Cell期刊在线发表题为 “ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin” 的研究论文,报道了两个新的质外体定位的生长素结合蛋白, ABL1(ABP1-like protein 1)和ABL2,其与生长素结合蛋白ABP1具有相似结构,在细胞膜上形成ABP1/ABLs-TMK生长素共受体感受并传递胞外生长素信号,调控植物生长和发育的分子机制。研究者首先构建了拟南芥ABP1生长素结合位点突变形式的ABP1-5转基因植株,表型分析发现其与tmk突变体类似,呈现明显的生长发育和生长素快速响应缺陷,暗示ABP1-5蛋白可能通过对其他质外体定位的,生长素结合蛋白产生显性负效应,参与TMK介导的生长素信号通路。由于ABP1没有同源基因,为了寻找其他的生长素结合蛋白,研究者通过检索TMK1互作蛋白质组学数据库,鉴定到两个新的生长素结合蛋白,其与ABP1氨基酸序列相似性偏低,但结构类似,且具有高度保守的生长素结合区域,将其命名为ABL1(ABP1-like protein 1)和ABL2。通过生化分析,发现ABL1蛋白定位于质外体,与ABP1类似,研究者提出了科学假设--细胞膜ABLs-TMK蛋白复合体感知并传递胞外生长素信号。表型分析发现:ABL1/2与ABP1的功能具有冗余性,但又有别于ABP1,差异性调控植物的生长发育;ABL1/2与ABP1都通过协同TMK家族,介导生长素的快速响应。作者进一步通过微量热泳动技术(MST)分析发现:与ABP1类似,ABL1和TMK1胞外域都能特异性的结合IAA(图4)和NAA等活性形式的生长素分子。有趣的是,当TMK1胞外域存在的情况下,ABP1和ABL1对生长素的结合能力显著增强(图4,ABP1:4.71uM、ABP1/TMK1-ex:0.094uM ABL1: 1.73uM、ABL1/TMK1-ex: 0.525uM),这表明了ABP1/ABLs和TMK在结合生长素方面存在协同作用。图4. MST检测IAA与ABP1, ABL1, TMK1-ex, ABP1-5, and ABL1-M2结合https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.017IF: 64.5 Q1_多肽由于多肽较强的极性偏好,使用其他固定性技术进行多肽亲和力检测过程中,常常遇到黏附的问题,并且很难优化解决。MST检测无需固定样品,直接在溶液中进行亲和力检测,可以避免多肽吸附至固相上的问题。北京大学 | 植物通过有性生殖实现远缘杂交的新机制2023年10月7日,北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心、新基石科学实验室瞿礼嘉/钟声团队在Cell上发表了题为“Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas”的论文,提出的柱头-花粉间识别的“锁-钥模型”,阐明了柱头处的种间/属间生殖障碍形成的机理,解释了“花粉蒙导效应”。作者研究发现柱头的乳突细胞表面的受体FER/ANJ/HERK1/CVY1与乳突细胞自分泌小肽sRALF33等组分协作构建成"锁",阻止花粉管穿入柱头。自己的花粉以及近缘植物种的花粉携带的7个旁分泌小肽pRALF11/26等即为"钥匙",该“钥匙”打开柱头处的"锁",使得花粉管可以穿入柱头。在研究过程中,作者使用MST技术验证并定量了受体FER/ANJ/HERK1/CVY1与自身分泌的小肽sRALF33以及花粉分泌的小肽pRALF11/26的互作。这也是瞿礼嘉/钟声团队继2017年Science和2022年Science后第三次用MST检测蛋白和多肽的亲和力。在该互作研究中,涉及到3种小肽,共12组的Kd检测,MST检测一对Kd仅需要 200nM 100uL 的蛋白样品,即使进行多组实验,也仅需要非常少量的蛋白样品。MST结果显示,选定的sRALF33、pRALF11或pRALF26分别可以与FER、CVY1、ANJ和HERK1相互作用,并具有高亲和力。图5. sR33、pR11和pR26与FER (E)、CVY1 (F)、ANJ (G)和HERK1 (H)的外结构域具有较高的结合亲和性,而与elf24(阴性对照)的结合亲和性不高https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.003IF: 64.5 Q1浙江大学|蛋白质脂化修饰研究2023年8月,浙江大学生研院林世贤课题组在 Nature Chemical Biology杂志发表了题为“Computational design and genetic incorporation of lipidation mimics in living cells”的研究成果,报告了一种设计脂化模拟的计算方法。研究团队建立了一个工程系统,用于将这些脂化模拟物整合到大肠杆菌和哺乳动物细胞中几乎任何所需的蛋白质位置。这项研究策略能够实现数百种蛋白质脂化的功能获得研究,促进了卓越治疗候选药物的创造。在该研究中,为了证明基因编码脂质模拟物在设计和合成治疗候选药物中的效用,研究人员使用MST技术检测了人血清白蛋白HSA和脂质模拟改造的多肽药物GLP-1变体之间的相互作用。GLP-1-K20-4HexyF和GLP-1-K20-4OctyF对HSA的Kd值分别为 2.31 μM和0.58 μM,分别比GLP-1-K20-HepoK的15 μM增加了6.5倍和25.9倍。相比之下,野生型(WT) GLP-1未检测到结合,表明增强的结合是由脂质模拟介导的。图6. MST分析多肽药物GLP-1变体对人血清白蛋白HSA的亲和力https://doi.org/10.1038/s41589-023-01400-8IF: 14.8 Q1_免纯化检测亲和力检测一般需要高质量和纯度的蛋白,而一些蛋白本身很难纯化。MST技术可以直接在裂解液中进行亲和力测定,特别适合难纯化,或纯化后不稳定的蛋白样品,为科研人员节省样品和时间。武汉大学中南医院 | 膀胱癌发生发展机制武汉大学中南医院、武汉大学医学研究院王行环团队此前的研究显示POLD1是膀胱癌恶性转变过程中的一个关键分子。在此基础上,王行环团队证实POLD1在膀胱癌组织中较癌旁组织高表达,在肌层浸润性膀胱癌中较非肌层浸润性膀胱癌高表达,且与预后相关。团队在体内和体外实验中证明了POLD1能够促进膀胱癌的增殖和转移,并在进一步机制研究中发现,POLD1通过与FBXW7竞争性结合MYC,从而减弱FBXW7介导的MYC泛素化降解。此外,机制研究还发现POLD1可以与MYC形成复合物参与MYC的转录调控,增强MYC的转录活性;另一方面,MYC能够转录激活POLD1,从而形成了一个POLD1-MYC正反馈回路,增强了对膀胱癌的促癌作用(图7)。这项研究成果于2023年发表在 Nature Communications 杂志。图7. POLD1通过稳定MYC调节BLCA的增殖和转移,促进膀胱癌发生发展研究人员首先通过CO-IP验证了POLD1与MYC的结合,而当去掉MYC中与FBXW7α结合的区域MB1后,就检测不到结合了。因此研究团队合成了MB1肽段,然后使用MST技术检测了POLD1与MB1肽之间的亲和力,并与 FBXW7α作对比,证明POLD1对MB1的亲和力比FBXW7α强,因此它可以与FBXW7α竞争结合MYC(图8)。在这个实验中,POLD1和FBXW7α 也都是与GFP融合表达在293T细胞,直接使用细胞裂解液作为target进行检测,无需纯化蛋白。图8. MST技术检测293T细胞中过表达GFP-POLD1的裂解物与MYC-MB1 (WT)肽的结合亲和力https://doi.org/10.1038/s41467-023-38160-xIF: 16.6 Q1_核酸您可以使用带有CY5标记的核酸直接在溶液中进行亲和力检测,实验操作简便且检测一对样品仅需10min,无需担心RNA在检测过程中降解。Scripps研究所 | 靶向RNA降解剂2023年5月24日,Scripps研究所的Matthew D. Disney教授及其合作者在Nature杂志发表了题为“Programming inactive RNA-binding small molecules into bioactive degraders”的研究论文,利用核糖核酸酶靶向嵌合体技术将非活性小分子重编程为靶向RNA降解剂,成功降解miR-155和癌症靶标MYC、JUN的RNA。研究人员基于二维组合筛选进行RNA和小分子高通量分子间相互作用检测,发现了一些可以与pre-miRNA-155结合的小分子。研究人员接下来使用Monolith分子互作仪完成了大量RNA小分子结合表征,验证了C1仅结合于5′GAU/3′C_A motif,其他RNA凸起或者点突变RNA在相同检测浓度范围内看不到明显的结合信号。图9. pre-miR-155-binder C1结合曲线小分子结合于pre-miRNA-155的非活性位点,并不会对细胞内的miRNA-155表达水平产生影响。接下来研究人员构建了双功能小分子核糖核酸酶靶向嵌合体,一端与目标RNA结合,另一端招募并激活RNA酶,从而靶向降解目标RNA。改造后的嵌合体成功在细胞内降低miRNA-155的表达水平,并且在细胞和小鼠模型中抑制了三阴乳腺癌。图10. 将结合pre-miR-155的惰性结合物转化为活性RIBOTAC降解剂为了测试该方法的适用性,研究人员又构建了靶向MYC和JUN的核糖核酸酶靶向嵌合体。这两种蛋白都是重要的癌症靶点,但都是无序蛋白,被认为是不可成药的。改造后的核糖核酸酶靶向嵌合体获得了生物活性并在细胞内精准地靶向降解各自的靶向RNA,使这些癌蛋白驱动的转录和蛋白组学进程失效。这项研究表明对于由这些常见但具有挑战性的致癌基因驱动的癌症,重编程非活性小分子为靶向RNA降解剂可能会带来新的变革。https://doi.org/10.1038/s41586-023-06091-8IF: 64.8 Q1北京大学 | 新型RNA编辑系统开发2023年北京大学药学院汤新景教授开发出一种新颖且便捷的光触发位点特异性RNA编辑系统,并将研究成果发表在Cell Chemical Biology上。为了开发内源性ADAR蛋白的A-to-I可控的编辑策略,作者设计了一种末端有胆固醇修饰的反义寡核苷酸(3’-笼式arASO):由一段2’-OMe修饰的可编程反义域、用于与靶mRNA杂交的硫代磷酸修饰的3’端和位于5’端的用于招募ADAR蛋白的工程化GluR2 R/G基序组成,这种设计能通过招募内源性的ADAR蛋白来实现位点特异性的RNA A-to-I编辑。并且,作者通过2D细胞和3D肿瘤球的实验验证了3’-笼式arASO在的光触发A-to-I编辑能力。为了研究3’-笼式arASO抑制位点特异性的机制,作者使用MST技术检测了3’-笼式arASO与蛋白和核酸的互作:ADAR1-p150是主要的RNA单碱基编辑器。MST技术确定了3’-笼式arASO与ADAR1-p150的结合亲和力与arASO与ADAR1-p150蛋白的亲和力接近,表明胆固醇修饰并不会对其在5’端的ADAR-招募结构域造成明显影响。图11. MST技术检测ADAR1-p150与3’-笼式arASO/arASO亲和力MST技术检测3’-笼式arASO与不配对的腺苷的单链靶RNA(ssRNA)的结合亲和力检测结果表明:3’-笼式arASO在没有光刺激的情况下与ssRNA(AC错配)的结合亲和力比其阳性对照的结合亲和力低17.4倍,但在给予光照后,其亲和力恢复到与阳性对照组相当的水平(左图)。这表明,在3’-笼式arASO的反义结合域3’端的胆固醇修饰阻断了其与ssRNA(AC错配)的结合。而胆固醇修饰对arASO与完全配对的ssRNA的结合亲和力没有影响(右图)。图12. 胆固醇修饰阻断了3’-笼式arASO与靶RNA的结合从而抑制其位点特异性编辑https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2023.05.006IF: 8.6 Q1中国农业大学 | 核受体转录调节的底物选择和活性抑制新机制睾丸核受体4 (TR4)调节基因的转录激活,在许多疾病中发挥重要作用。TR4对靶基因的调控涉及通过DNA结合域(DBD)与DNA分子的直接相互作用。然而,TR4与靶基因之间特异性的相互选择性机制不清楚。2023年中国农业大学陈忠周教授课题组在Nucleic Acids Research在线发表了题为 Structures of human TR4LBD-JAZF1 and TR4DBD-DNA complexes reveal the molecular basis of transcriptional regulation 的研究论文,解析了TR4-DBD - DNA复合物的高分辨率晶体结构,并通过MST技术进行了大量的亲和力检测实验,详细阐述了TR4与dsDNA相互作用以及选择性。通过对TR4-DBD - DNA复合物晶体结构分析,第129、138等残基起到结合的关键作用,作者生成了不同的TR4DBD的位点突变体,通过MST实验确定突变后TR4与DNA的亲和力大小(图13)。Y129A、K138A、K142A、R143A和R146A突变对结合的破坏最为明显,其他突变也在不同程度上削弱了二者的互作。图13. MST检测TR4不同突变体与DNA亲和力为了验证TR4的转录调控功能,作者分析了一些下游靶基因的潜在启动子序列,并通过MST实验确定了TR4在每个靶序列上的Kd值。TR4结合了这些靶基因的每个启动子,并且结合亲和力随序列的不同而不同(图14),表明结合亲和力的差异可能与dsDNA结合位点的序列特征有关。图14. MST检测TR4与不同靶序列亲和力晶体结构分析表明,DNA含有两个重复的AGGTCA基序,与两个DBD分子形成异三聚体复合体。为了确定AGGTCA中的最佳基序,作者构建具有相同位点突变的dsDNAs,并进行了MST实验。亲和力结果表明,A1G2G3T4C5A6位点替换G2和T4对结合影响最明显,结合亲和力降低了百倍(图15),说明G2G3T4C5对TR4结合的靶基因至关重要,推断序列PuGGTCA是TR4的最佳目标基序。图15. MST检测不同突变dsDNA和TR4亲和力https://doi.org/10.1093/nar/gkac1259IF: 14.9 Q1_参考文献1. Peng, Y. et al. A small molecule 20C from Gastrodia elata inhibits α-synuclein aggregation and prevents progression of Parkinson’s disease. Cell Death and Disease 14, (2023).2. Wan, J. et al. Astragaloside IV derivative HHQ16 ameliorates infarction-induced hypertrophy and heart failure through degradation of lncRNA4012/9456. Signal Transduction and Targeted Therapy 8, (2023).3. Yu, Y. et al. ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin. Cell (2023) doi:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.017IF: 64.5 Q1 .4. Lan, Z. et al. Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas. Cell (2023) doi:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.003IF: 64.5 Q1 .5. Ding, W. et al. Computational design and genetic incorporation of lipidation mimics in living cells. Nature Chemical Biology 1–10 (2023) doi:https://doi.org/10.1038/s41589-023-01400-8IF: 14.8 Q1 .6. Wang, Y. et al. DNA polymerase POLD1 promotes proliferation and metastasis of bladder cancer by stabilizing MYC. Nature Communications 14, 2421 (2023).7. Tong, Y. et al. Programming inactive RNA-binding small molecules into bioactive degraders. Nature 618, 169–179 (2023).8. Zhang, Y. et al. Light-triggered site-directed RNA editing by endogenous ADAR1 with photolabile guide RNA.PubMed 30, 672-682.e5 (2023).9. Liu, Y. et al. Structures of human TR4LBD–JAZF1 and TR4DBD–DNA complexes reveal the molecular basis of transcriptional regulation. Nucleic Acids Research 51, 1443–1457 (2023).Monolith系列分子互作仪覆盖几乎任何分子类型、缓冲液成分或亲和力强弱的检测项目,并且检测不依赖于分子量,能够轻松应对不同类型的分子间相互作用检测难题。由于篇幅有限,小编先分享这些。如果您还想阅读更多精彩文章和应用案例,欢迎给我们后台留言,我们会第一时间联系到您哦!希望2024年MST技术依旧能够在分子互作检测上大放异彩,在各个领域助力科研学者取得成功!____
  • 新专利 | AFR不仅仅是合成反应器̷̷
    微通道反应器技术被公认为是21世纪化学合成技术的革命性成果,在多个应用领域已经实现了化学品的连续合成生产。在原料药、精细化学品和新材料等行业,纯度直接影响到产品的性能与效益。康宁独特的“心型”微通道反应模块极大促进物料高效混合与萃取,帮助客户研发并生产高纯度、高品质的产品。在刚刚结束的API期间举办的制药&精细化工连续流本质安全及自动化生产发展论坛上,来自河南省科学院高新技术研究中心的李中贤博士分享了康宁反应器的一项新的应用研究成果"鱼油残液连续提取高纯度胆固醇的方法"。该研究已经获得中国发明专利(专利号ZL201910160333.3和ZL201910160334.8)本文将为大家介绍这一创新应用案例!胆固醇是一种重要的医药中间体,主要用于维生素D2、D3、人工牛黄、合成激素、抗癌药物等生产,还可作为虾的蜕皮激素、养殖饲料的添加剂以及光化学、电子液晶材料。这些应用都对胆固醇的纯度有很严格的要求。目前胆固醇是从羊毛脂、动物的脑干和鱼油中提取,其中都含有较多的24-脱氢胆固醇、7-烯胆烷醇、二氢胆固醇等杂质,难以满足医药生产的质量要求。这些杂质尤其是24-去氢胆固醇与胆固醇性质接近,通过传统的重结晶提纯方法难以去除,为达到医药级别的胆固醇含量需经过多次重结晶,收率较低。有研究者采用熔融结晶和溶剂重结晶相结合的方法得到了含量99 .0%以上的高纯度羊毛脂胆固醇,但收率只有60-75%,也难于实现连续工业化生产。胆固醇是一种重要的医药中间体,主要用于维生素D2、D3、人工牛黄、合成激素、抗癌药物等生产,还可作为虾的蜕皮激素、养殖饲料的添加剂以及光化学、电子液晶材料。这些应用都对胆固醇的纯度有很严格的要求。目前胆固醇是从羊毛脂、动物的脑干和鱼油中提取,其中都含有较多的24-脱氢胆固醇、7-烯胆烷醇、二氢胆固醇等杂质,难以满足医药生产的质量要求。这些杂质尤其是24-去氢胆固醇与胆固醇性质接近,通过传统的重结晶提纯方法难以去除,为达到医药级别的胆固醇含量需经过多次重结晶,收率较低。有研究者采用熔融结晶和溶剂重结晶相结合的方法得到了含量99 .0%以上的高纯度羊毛脂胆固醇,但收率只有60-75%,也难于实现连续工业化生产。研究内容河南省科学院高新技术研究中心余学军主任研究团队创新性的应用康宁微通道反应器实现了连续高效萃取制备高纯度胆固醇的方法。并基于此开发出从鱼油残夜中萃取制备高纯胆固醇,同时联产饲料添加剂过瘤胃脂肪,无含盐废水排放,清洁高效, 有利于满足高回收率的工业化生产需求。1.将正庚烷、乙酸乙酯、甲醇和水按0.9-1.2: 1.1-1.3: 0.8-1.0: 1体积比混合,静置后分开上、下相,用上相溶液溶解胆固醇粗品,下相溶液用乙酸调节PH=3.7-4.5作为萃取剂。2.将萃取剂泵入微通道萃取系统,所述微通道萃取系统包括n个康宁微通道混合模块M和n个分离模块S,混合模块和分离模块依次间隔,分离模块下相溶液出口连接前一级混合模块的进口,上相溶液出口连接下一级混合模块的进口,如此重复连接。3.具体进料操作步骤:1. 用进料泵分别连接萃取剂和胆固醇粗品溶液储液罐,且每个分离模块下相出口连接进料泵控制流速;2. 萃取剂依次进入混合模块Mn、分离模块Sn;待萃取剂占有分离模块Sn体积的约二分之一时,打开Sn下相溶液出料口,通过进料泵进入上一级混合模块Mn-1;3. 依此操作,逐级逆流至康宁微通道混合模块M1;4. 此时开始向混合模块M1泵入粗胆固醇溶液,二者在混合模块M1中充分混合萃取;5. 混合溶液进入分离模块S1分层,上相溶液进入微通道混合模块M2,下相溶液进入回收罐蒸发回收使用,下相液体流速与萃取剂流速相同;6. 如此逐级连续逆流萃取分离。过程中用气相色谱对每级分离模块上相的胆固醇纯度进行分析,直至纯度≥99.0%,收集该分离模块上相溶液,蒸馏回收溶剂,剩余物用乙醇重结晶得到目标产品。4. 基于上述方法,研究者成功实现从鱼油残夜中萃取制备高纯胆固醇。研究结果及讨论 利用康宁微通道反应/混合模块提高萃取效率,胆固醇的回收率≥80%,产品纯度完全满足医药级原料的要求 连续化操作,高效快速,质量稳定,适合大量制备 从鱼油废液中提取胆固醇,变废为宝 减少使用有机溶剂,无含盐废水排放,绿色高效。
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