2021第二十一届全国波谱学学术会议
基本信息
2021-11-11
2021-11-11
中国物理学会
会议文集
41. 人工智能与快速磁共振波谱:深度低秩Hankel矩阵分解
摘要： 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)波谱是现代化学和生命科学中必不可少的研究工具.为了加快波谱信号的采集,多种方法已被用于重建非均匀采样NMR波谱,包括基于模型的迭代算法和深度学习方法.前者需要不同的先验假设,使得算法可能无法最优地利用信号特性,而后者缺乏可解释性.作为前沿的迭代算法,低秩Hankel矩阵分解(Low Rank Hankel Matrix Factorization,LRHMF)将全采样波谱信号生成的Hankel矩阵的低秩特性作为约束.
提交时间：2021-11-11
42. 人工智能深度学习NMR应用综述与前瞻
摘要： 深度学习自2006年被提出以来,对学界和工业界都产生了深远的影响.究其原因是它提供了一种前所未有的处理数据的方法,使得人们的思维从一步步地指导计算机如何求解问题,转变为了只需提供大量数据让计算机自主寻找"最优解".不仅如此,随着计算机性能的快速发展,深度学习这种以数据驱动为主的,通过大量非线性分类器堆叠拟合输入转换到输出的近似函数映射的数据处理方法,将落地更廉价、实施更简便、成果积累更迅速.因此，我们首次对深度学习在核磁共振（NMR）波谱中的应用进行了回顾，并指出它可能将成为NMR波谱应用中更有效和更强大的工具。
提交时间：2021-11-11
43. 人源DNA复制起点识别蛋白Orc6识别DNA的结构机制
摘要： Orc6是DNA的复制起始识别复合物ORC(1～6)子单元中最小的,也是最神秘的.同时,Orc6也涉及到ORC的复制和非复制功能.研究显示人源Orc6的突变与迈尔-戈林综合症(Meier-Gorl msyndrome)有关,迈尔-戈林综合症是人类原始的侏儒症的一种形式.
提交时间：2021-11-11
44. 人源INSM1锌指结构域溶液结构和DNA相互作用的NMR研究
摘要： 人类胰岛瘤相关蛋白INSM1是一种转录抑制因子,对于胎儿神经和内分泌系统的发育具有关键的调控作用,而成人体内INSM1的异常表达会诱发神经和内分泌系统多种肿瘤的形成.INSM1由510个氨基酸残基构成,羧基端部分包含5个锌指结构域(ZF1/2/3/4/5).这些锌指此前被认为负责结合序列特异性DNA,是转录调控功能的必要部分.在本研究之前,INSM1锌指的结构和与DNA相互作用的机制尚不明确.本研究设计了4种INSM1截短体蛋白，包括ZF1-ZF2、ZF3、ZF4-ZF5和ZF1-ZF5（包含全部5个锌指），利用液体NMR技术分别研究了它们的结构。结果显示，5个锌指均折叠成保守的ββα结构，锌离子配位方式除ZF1为CCHC型外，ZF2/3/4/5均为C2H2型；ZF2与ZF3之间、以及ZF3与ZF4之间的长段连接区主要为无序结构。目前，ZF4-ZF5的结构已解析完成（PDB ID：2LV2），ZF1-ZF2和ZF3的结构尚在优化中。另一方面，本研究利用NMR滴定，分析了上述4种截短体蛋白与序列特异性DNA的相互作用，证明ZF2和ZF3是主要的DNA结合模块，并表征了结合界面和关键氨基酸位点。令人意外的是，ZF1/ZF4/ZF5几乎不参与DNA结合。EMSA实验测定ZF1-ZF5截短体与序列特异性DNA的解离常数处于10 μM水平，显示其DNA亲和力显著弱于典型DNA结合锌指蛋白。这可能是由于INSM1只有两个锌指参与DNA结合，并且这两个锌指间由长段无序结构区域相连，难以协同作用。由此，本研究认为INSM1为非典型DNA结合锌指蛋白，其在转录调控中可能与其它DNA结合蛋白合作以起到辅助性的DNA结合作用。本研究首次解析了INSM1锌指的结构，并对其与DNA的相互作用提出了新的见解，促进了对于INSM1生物学功能的深入认识，有助于后续关于INSM1锌指与其它生物大分子的相互作用研究。
提交时间：2021-11-11
45. 人源转录因子INSM1与TEAD1相互作用的NMR研究
摘要： 胰岛素瘤相关蛋白INSM1是一种转录抑制因子,包含5个锌指结构域(ZF1/2/3/4/5),是其结合DNA和行使转录调控功能的必要部分.该蛋白参与神经内分泌系统的发育与分化过程,其异常表达与一系列肿瘤发生相关,是神经内分泌肿瘤生物标志物之一.转录增强因子TEAD1/2/3/4蛋白家族是Hippo信号通路的下游效应因子,能够调控细胞增殖和干细胞功能,其转录增强关联域(TEAD)具有结合序列特异性DNA的功能.近年来研究发现，果蝇中INSM1同源蛋白Nerfin-1的锌指结构域可与TEAD家族蛋白Sd的TEAD结构域相互作用，并抑制Sd的转录增强功能。然而，INSM1的锌指结构域与TEAD相互作用的分子机制还不清楚。本研究计划通过液体核磁共振对INSM1锌指结构域与TEAD相互作用的机制进行研究。本团队先前已解析了人源INSM1 ZF4-ZF5截短体的液体核磁结构；完成了ZF1-ZF2和ZF3的化学位移归属，结构计算尚在优化中。同时，我们制备了人源TEAD1蛋白的TEAD结构域样品，目前正在对其化学位移进行归属。初步的核磁滴定实验结果表明，TEAD能与ZF1-ZF2相互作用；TEAD与DNA互作的氨基酸残基和与ZF1-ZF2互作的残基总体上是不同的，只有少数几个残基同时受到DNA结合和ZF1-ZF2结合的影响。INSM1与TEAD相互作用的机理，以及这两个蛋白结合是否会影响TEAD与DNA的结合能力，目前尚在研究之中。
提交时间：2021-11-11
46. 人源转录调控蛋白TGIF1与SIN3A的复合物结构和识别机制研究
摘要： TGF-β诱导的homeodomain家族蛋白TGIF1是细胞分化必不可少的调节因子,与多种癌症的发生有关.TGIF1是一种转录抑制因子,主要包含一个DNA结合域(homeodomain,HD)和两个转录抑制结构域(RD1和RD2).已有研究表明TGIF1-RD2可以与转录辅助抑制因子SIN3A的PAH2结构域相互作用,以招募组蛋白去乙酰化酶HDAC并抑制特定基因的转录.本研究利用液体NMR和计算模拟构建了TGIF1-RD2与SIN3A-PAH2的复合物结构，并结合定点突变实验揭示了两者相互作用的模式和重要功能位点，有助于对TGIF1生物学功能的深入理解。
提交时间：2021-11-11
47. 人类端粒G-四链体与TMPyP4相互作用的研究
摘要： 人类端粒是染色体末端的保护套,它是由重复的DNA序列(TTAGGG)n组成,其中3'末端的单链DNA序列(含50-200nt)形成G-overhang的结构.研究表明端粒单链DNA形成G四链体结构可以有效抑制端粒酶的活性.因此,端粒G四链体是抗癌药物的靶点.
提交时间：2021-11-11
48. 低场核磁共振结合模式识别方法的三七粉掺假鉴别与分析
摘要： 三七是一种高医疗价值和经济价值的中药.因其优异的药食两用特性,市场需求快速增长,导致掺假有利可图.川木通性状与三七相似,常被掺入三七粉中.本文基于低场核磁共振技术获取不同掺假比例的三七粉横向弛豫分布曲线,结合模式识别方法,构建三七粉掺假分析模型,探索三七粉掺假的鉴别分析,为中药的快速掺假鉴别提供新方法.
提交时间：2021-11-11
49. 保持数字化磁共振仪器发射/接收通道相位相干的方法
摘要： 在磁共振中,为了实现磁共振信号的正常累加,以及保证在成像中的相位稳定等,要求发射的射频信号与接收的磁共振信号之间具有稳定的相位关系,通常称之为发射与接收通道的相位相干.在磁共振成像中,若发射通道和接收通道的相位不相干会导致图像伪影.对于发射机和接收机采用数字化方法进行设计以后，其相位不相干目前有两种解决方法：一种是“相位回绕”法，该方法引入回绕延时，使序列执行时间有所延长，序列设计也更复杂；另一种是“同步切换-恢复”法，该方法要求同步切换发射机和接收机频率，增加了操作的复杂性。本课题组采用了“自由时钟恢复”法，该方法既可保证发射通道与接收通道的相位相干，又避免了以上两种方法的不足。
提交时间：2021-11-11
50. 借助17O MAS NMR研究金属/氧化物催化剂的界面O物种
摘要： 金属/氧化物催化剂应用广泛.金属和氧化物间常出现金属-载体强相互作用(SMSI),界面O物种往往被认为活性物种,参与催化过程.利用表面选择性标记,借助17O NMR探索了Pd/CeO2催化剂的界面O物种.
提交时间：2021-11-11
51. 傅里叶分解MRI用于肺通气功能评估
摘要： 肺部通气功能是评估肺部健康程度的重要指标,肺部重大疾病如慢性阻塞性肺部疾病(COPD)通常表现为气流受限或阻塞.当前临床常用的肺部功能影像评估方法有核医学成像、计算机断层成像(CT)等,但具有放射性或电离辐射.常规磁共振成像(MRI)由于肺部是空腔结构,质子密度低,因此在肺功能评估中的应用仍然受限.近年来发展的基于傅里叶分解(FD)的肺部质子MRI可以通过对肺部呼吸生理过程引起的肺实质区域MR信号强度的变化，实现肺部通气功能的定量测量。其基于现有的常规成像序列，易实现，在临床上具有较大的应用前景。
提交时间：2021-11-11
52. 全细胞固体核磁快速检测新方法研究抗菌肽LAH4的机理
摘要： 据世界卫生组织(WHO)报导,细菌耐药性问题已经成为全球性第五大健康威胁,其主要原因是长期使用抗生素,使得细菌、病毒等病原微生物演化出抵抗抗生素的机制.抗菌肽是潜在的新型抗菌类药物,主要作用于细胞膜,不易形成耐药性,有望解决细菌耐药性问题而备受关注.
提交时间：2021-11-11
53. 具有二级结构自主切换特性的RNA的理性设计
摘要： RNA的构象动态在其生物学功能中发挥着重要作用,与配体识别和结合、酶催化、转录、可变剪接、翻译等许多生物学过程密切相关.RNA的构象动态跨越了很大的时间尺度.这些构象变化经常在顶环，错配，凸起，末端，内环等比较动态的结构基元上及其附近发生，且有相当一部分是以碱基对重排的方式进行。但是到目前为止，我们对于RNA二级结构切换的细节及其热力学和动力学机制并不十分清楚。另一方面，当前对RNA的人工设计还集中在基态构象，对其瞬态构象的理性设计尚未见报道。
提交时间：2021-11-11
54. 冠心病和糖尿病的代谢差异和联系:致病通路和辅助诊断
摘要： 糖尿病(DB)和冠心病(CHD)是中国最为常见的慢性疾病.研究揭示糖尿病患者会增加2～4倍罹患冠心病的风险,临床研究发现糖尿病合并冠心病患者(CHDDB)比DB患者预后更差.但目前对DB、CHDDB和CHD之间的代谢关联缺乏全面了解.因此,本研究旨在探究三者在代谢表型和致病途径上的差异和关联.
提交时间：2021-11-11
55. 分子伴侣Spy与外膜蛋白OmpX复合物的结构
摘要： 革兰氏阴性菌的外膜是细胞重要的保护屏障,是细胞抵御环境中潜在有害物质侵害的第一道防线.外膜蛋白(OMPs)是外膜的组成部分,在细胞生命活动中发挥多种重要功能,包括营养转运、细胞粘附、毒力和耐药等.OMPs在细胞的胞质中合成,定位到外膜需要经历一系列复杂的生化途径.未折叠的OMPs需要首先穿过疏水性内膜,然后通过周质空间的水环境,才能到达外膜并正确折叠.由于OMPs是膜蛋白，疏水基团的暴露使得OMPs在周质间隙的水环境中极易发生聚集，由Skp、Sur A和Deg P等周质分子伴侣组成的质量控制网络在此发挥了重要的作用，它们与未折叠的OMPs结合以阻止其错误折叠和聚集。Spy是近几年通过基因筛选发现的另一个周质分子伴侣，其在周质分子伴侣网络所发挥的作用尚不清楚。了解OMPs与Spy的生物作用有助于设计阻断这些过程的新型抗生素，从而为对抗各种致病菌提供新策略。
提交时间：2021-11-11
56. 分子氧活化反应机理的光谱学和计算研究
摘要： 利用分子氧功能化有机化合物是自然界中一个重要的化学过程.尽管反应具有很高的热力学驱动力,但氧合反应通常是自旋禁阻的,需要穿越分子氧由三重态至单重态自旋反转产生的高动力学势垒.大自然经过长期进化已衍生出多种金属酶用于分子氧活化，这使得金属酶催化的氧化反应一般可以在温和的反应条件下以无与伦比的效率进行。因此研究酶催化的反应机理有重要的意义。我们首先运用理论计算研究了非血红素的铁蛋白活化分子氧进而氧化低碳烷烃的反应历程，并提出了反应机理的猜想。报告主要介绍我们对于反应机理的实验验证。
提交时间：2021-11-11
57. 分子筛催化甲醇转化制烯烃反应中烯烃芳构化机制研究
摘要： 乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的化工原料,作为非石油替代路径,甲醇可以通过酸性沸石分子筛催化转化得到低碳烯烃,因此受到工业界以及学术界的普遍关注、多年来,甲醇制烯烃(MTO)反应的机理一直是多相催化研究领域的热点.
提交时间：2021-11-11
58. 利用SSNMR探究金属有机框架材料UiO-66在氨基酸溶液中的稳定性及结构变化
摘要： 金属有机框架材料(MOF)是一类由金属团簇和有机配体配位而得的先进功能材料,具有热稳定性好,结构有序,比表面积大,易于合成等优点,在物理和化学领域都有广泛的应用.UiO-66应用于生物医药领域时，往往处于溶液环境中，因此MOF在溶液中的稳定性研究尤为重要。此前，Kamil Lang课题组的研究表明，UiO-66在水溶液中并没有想象的稳定。我们课题组此前的研究也发现，UiO-66在细胞培养液DEME中浸泡后，xrd结构发生坍塌，但细胞活性变好。本课题旨在研究 UiO-66在不同氨基酸中的稳定性，探索氨基酸对UiO-66的结构和性能影响。研究发现，UiO-66 在酸性氨基酸溶液中具有较好的稳定性，而在碱性氨基酸赖氨酸、精氨酸溶液中，结构会被破坏。一维13C CP谱表明，随着氨基酸浓度的上升，配体对苯二甲酸逐渐掉落，氨基酸负逐渐上升。随后，我们利用1H-13C HETCORNMR谱，通过对比分析不同氨基酸负载量的相关线性变化，进一步分析UiO-66在氨基酸溶液中的结构变化。
提交时间：2021-11-11
59. 利用原位固体核磁研究有机无机杂化钙钛矿
摘要： 有机无机杂化钙钛矿材料具有卓越的光电性能,已经被应用于多种光电器件.然而,这类材料在光照下常常出现光诱导暂态过程.该过程的出现对有机无机杂化钙钛矿材料性能产生重大影响.从分子层次上理解光诱导暂态过程是当前有机无机杂化钙钛矿材料物理化学机制研究中的关键科学问题,而缺乏合适地观测研究手段已经成为制约相关研究进一步发展的瓶颈.
提交时间：2021-11-11
60. 129Xe/19F双核MRI成像系统用于肿瘤细胞检测成像
摘要： 随着人口老龄化的快速增长,全球的癌症发病数和死亡数也正在快速增长.癌症将成为21世纪死亡的首要原因,并且将是世界各国提高预期寿命的最重要障碍.早发现、早诊断、早治疗是降低癌症病死率,提高癌症患者生存期的唯一途径.分子影像学可以精准的对癌症进行早期、术前诊断,有助于癌症的早期发现和治疗,从而提高癌症患者的生存率及生活质量.而氟-19磁共振成像在体内无背景信号干扰成像、对比度高，并且19F元素拥有100%的天然丰度、仅次于质子的旋磁比，是一种具有临床应用潜力的新型磁共振成像技术。氙-129磁共振成像是一种比较新的技术，它无毒无背景信号干扰。通过将氙气超极化以及与化学交换饱和转移技术相结合，可将成像灵敏度提高100倍，具有超高的灵敏度。129Xe/19F双核MRI成像系统兼具高灵敏度和高选择性，能够实现更为精准的肿瘤诊断和治疗。
提交时间：2021-11-11