亲水性氨基酸比例
生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对,结果轰动一时。他们想知道,如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异,哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸,或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现,天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列,而如果突变真的改变了氨基酸,也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此,赫斯特与弗里兰宣称,天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品,而是万里挑一的密码系统。
天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说,所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸,它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸,其三联密码第一个字母都是C;所有由草酰乙酸合成的氨基酸,第一个字母都是A;最后,几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸,第一个字母都是G。
三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关,或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水,疏水性氨基酸不会溶于水,但会溶在脂肪或油里,比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸,可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱,而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个,第二个字母都是T,所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。
三联密码的第三个字母不含任何信息,不管接上哪一个字母都没关系,这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例,它的密码子是GGG,但是最后一个G可以代换成T、A或C。
第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的(剩下15个氨基酸,再加上一个终止密码子)这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此,最原始的密码可能只是二联密码,后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码,也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。
第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当,第二个字母和氨基酸的疏水性相关,第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变,还可以降低灾难发生时造成的损失,同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的,那应该会带来更多的好处。
纯妃娘娘的护肤思路这么清奇,莫不是宫里传出的方子?
进入冬天后,很多小仙女的一大头疼问题就是——皮肤缺水!随着冬季人体新陈代谢的放缓,我们皮脂腺和汗腺的分泌量也会随之减少,肌肤就会处于干燥饥渴状态。再加上生活中不得不面对的室内外温差等问题,更容易造成皮肤毛细血管收缩“失常”,导致皮肤干痒脱皮、暗淡发黄、缺乏光泽、上妆不服帖,更严重的皮肤缺水,还会使得皮肤粗糙、毛孔粗大、产生细纹!所以,日常做好补水保湿工作十分重要~
想要拥有健康的水润肌肤,选择合适的常规护肤品尤为重要。常见的补水保湿成分有甘油、胶原蛋白、透明质酸、各类油脂等,不过今天为大家介绍的是一位低调的护肤小能手——丝胶。
丝胶包裹在蚕丝蛋白外侧的天然成分,具有美白保湿促进细胞增殖等多重作用,蚕蛹的生命就是靠丝胶来守护的,因此在日本被称为神的馈赠!尽管在人类利用蚕丝的初期,丝胶是溶在水里被一并排放的废料,然而在科学家们惊喜地发现丝胶的作用之后,一切变得有趣起来。它开始在美容、食品、高新材料等行业发挥巨大作用,还被运用于高精尖医学领域,近年获得诺贝尔奖的IPS细胞,就是用丝胶作为保存液的!
那么,丝胶又是如何作用于肌肤的呢?
首先丝胶是一种理想的天然保湿因子,其蕴含的亲水性氨基酸,拥有与肌肤自身保湿因子(NMF)最为相似的结构,因而拥有非常强的皮肤亲和性和渗透性,能将丰沛保湿原力直达肌肤底层,让肌肤随着外界环境变化而很好地保持水分。
此外,丝胶还有防晒美白的效果。人们的肌肤容易被晒晒黑,是因为人体内的酪氨酸酶使皮肤角蛋白中的酪氨酸氧化生成黑色素,紫外线恰恰促成了这一反应。而丝胶则可以抑制酪氨酸酶的活性,从而有效抑制黑色素的形成,使肌肤保持白皙。
不仅如此,丝胶还可以抗氧化、延缓皮肤衰老。随着年龄增长,皮肤中的氧自由基会增多,从而逐渐生成皱纹。而丝胶可以抑制扰乱肌肤屏障功能的“活性氧”,调节肌肤代谢,使肌肤机能回复到健康状态。
丝胶作为有效护肤成分名声在外,在自家产品里添加丝胶的品牌也不少,但专注于丝胶护肤的品牌却是凤毛麟角。来自日本的轻奢护肤品牌 —— comoace科美爱丝正是独树一帜的“丝胶美颜世家”,盖品牌全系列产品的核心成分都是从蚕丝中萃取的丝胶成分。他们也是世界唯一做到高度萃取丝胶的企业,纯度可达99.9%!
comoace科美爱丝以天然保湿为主打,成分温和安全,为大家带来安心的护肤体验。旗下有婴儿孕妇可用的EX丝柔保湿系列、高美白高保湿的SERISAGE绢感晶璨系列、高端SA抗皱换颜系列和男士舒缓保湿系列等。其中原液小蓝瓶精华是日本回购率第一的人气单品,在中国也被超高人气的美妆博主蔡文静在节目中教学使用comoace科美爱丝小蓝瓶。
在环境污染日趋严重的今天,许多姑娘们都被“历练”成了较为敏感的肤质,温和、安全、低敏的护肤品越来越被人们的所需。comoace 科美爱丝这样的品牌恰恰为我们的美丽事业,提供了一条绝佳的“丝绸之路”,越来越多的人选择愿意选择更加舒适的护肤方法。在《如懿传》中饰演令妃的李纯、主持人沈梦辰等明星也在小红书向粉丝推荐comoace科美爱丝的不同系列产品。
如同丝胶被发现的过程历经曲折,comoace科美爱丝的品牌背后也有着传奇般的故事。comoace科美爱丝所属的世联集团,总部位于素有“纤维王国”美称的福井县。世联集团自1989年便开启了纤维产业,他们在日复一日年复一年的丝绸精炼过程中发现,即使在寒冷干燥的气候下,丝绸工人的双手依然光滑白皙!世联耗时数年的研究终于解开了这一奥妙,原因正是蚕丝中蕴含的自然美肌成分——丝胶,在无意间养护了工人的双手。
comoace科美爱丝的故事十分传奇,丝胶的护肤作用更是令人惊喜,这个冬季的护肤试一试“新丝路”吧~
纯妃娘娘的护肤思路这么清奇,莫不是宫里传出的方子?
《原清华大学生物学教授颜宁在科学技术实验上的探索与创新》
1996年-2000年清华大学生物科学与技术系学士;
2000年-2004年美国普林斯顿大学分子生物学系,博士,导师为结构生物学家、清华大学教授、中国科学院院士、欧洲分子生物学学会外籍会士、美国国家科学院外籍院士、美国人文与科学院外籍院士施一公;
2005年-2007年 美国普林斯顿大学分子生物学系从事博士后研究;
2007年-至今清华大学教授、博士生导师;
2017年5月7日从清华大学证实,颜宁已接受美国普林斯顿大学邀请,受聘该校分子生物学系雪莉·蒂尔曼终身讲席教授的职位。
研究方向
人类基因组中编码蛋白的所有基因约有30%编码膜蛋白。
膜蛋白在一切生命过程中起着关键作用,具有重要的生理功能。FDA批准上市的药物中,约50%的作用靶点为膜蛋白。
因此,对膜蛋白结构与功能的研究具有极高的生物学意义及医药应用前景。
转运蛋白(transport proteins)是膜蛋白的一大类,介导生物膜内外的化学物质以及信号交换。脂质双分子层在细胞或细胞器周围形成了一道疏水屏障, 将其与周围环境隔绝起来。
尽管有一些小分子可以直接渗透通过膜,但是大部分的亲水性化合物,如糖,氨基酸,离子,药物等等,都需要特异的转运蛋白的帮助来通过疏水屏障。
因此,转运蛋白在营养物质摄取,代谢产物释放以及信号转导等广泛的细胞活动中起着重要的作用。
大量疾病都与膜转运蛋白功能失常有关,转运蛋白是诸如抗抑郁剂,抗酸剂等大量药物的直接靶点。
研究主要集中在次级主动运输蛋白的工作机理上。
交替通路模型,被用来解释转运蛋白的工作机理,在这个模型中,转运蛋白至少采取两种构象来进行底物的装载及卸载:
一种向膜外开放,一种向膜内开放。有许多结构和生物物理学证据支持这个模型。
但是,仍有两个最有趣的基本问题没有解决。
第一,主动运输的能量偶联机制是什么?
第二,在转运过程中,是什么因素触发了转运蛋白的构象变化?使用基于结构的研究手段对次级主动运输蛋白进行研究,以期解决转运蛋白工作机理中的基本问题。
主要成就
2014年,颜宁率领的团队在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构。
2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超高分辨率结构,从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础。
此外,她还对离子通道结构生物学领域做出重要贡献,解析了电压门控钠离子通道的晶体结构,最近又利用最新冷冻电镜技术获得了最大钙离子通道RyR1的高分辨率结构。
2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超高分辨率结构,从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础。
2016年9月-Science-关闭及开放构象的RyR2
2016年9月,颜宁教授研究组与加拿大卡尔加里大学陈穗荣研究组合作在《Science》(DOI:10.1126/science.aah5324)发表研究长文,揭示了已知分子量最大的离子通道Ryanodine受体RyR2亚型处于关闭和开放两种状态的三维电镜结构,探讨了RyR2的门控机制。
通过比较关闭和开放状态的两个结构,发现位于穿膜区域负责通透离子的通道有明显的变化:
在开放构象中,该通道发生扩张,从而使得钙离子能够顺利地从肌质网内部转移到细胞质中。通过对RyR2中每个相对独立的结构域的仔细比较和分析,认为中心结构域极有可能是引发RyR开放的关键,这一发现与之前有关RyR的功能研究结论相吻合。
另外,研究组还获得了分辨率为5.7埃的RyR1开放构象结构,并基于结构比对,初步分析了RyR1的门控机理,有关RyR1的成果已分别发表在《Nature》(Doi:10.1038/nature14063)和《Cell Research》(Doi:10.1038/cr.2016.89)上,有关Cav1.1的论文已分别发表于《Science》(DOI: 10.1126/science.aad2395)和《Nature》(Doi:10.1038/nature19321)杂志上。上述研究与最新的这篇研究论文极大地促进了人们对于兴奋-收缩偶联的理解。
2017年2月,真核生物电压门控钠离子通道的拓扑图和三维电镜结构
2017年2月,颜宁教授研究组在《科学》(Science, DOI: 10.1126/science.aal4326)在线发表了题为“Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near atomic resolution”的研究长文,在世界上首次报道了真核生物电压门控钠离子通道。
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