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中国科技信息 2023 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023-12-科技新闻几丁质，又称甲壳质、甲壳素，是从海洋甲壳类动物的壳中提取出的多糖。几丁质应用范围非常广泛，工业上用于衣物、纸张和水处理，农业上可做杀虫剂、抗病毒剂，渔业上做养鱼饲料，同时可用在隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等医疗用品上。2022 年 11 月，中国农业科学院植物保护研究所的科学家在Nature发表了题为“Structural basis for directional chitin biosynthesis”的研究论文。该研究选取大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)的 几 丁 质中国农业科学院植物保护研究所阐明几丁质生物合成机制中国科学院福建物质结构研究所联合南洋理工大学开发用于检测汗液代谢物的可穿戴金属有机框架传感器汗液中包含了很多人体健康信息，利用可穿戴式汗液传感器可以从中收集各种生理数据用于监测人体健康。金属有机框架(MOFs)作为传感器一种新型的电子活性材料，将 MOFs直接集成到柔性电子装置中用于可穿戴汗液传感仍然具有挑战性。近期，中国科学院福建物质结构研究所联合南洋理工大学的科研团队实现了将MOFs 直接集成到柔性电子装置中用于可穿戴汗液传感的研究。研究成果发 表 在Advanced Materials期刊，论文的标题为“Wet-adhesive On-skin Sensors Based on Metal-Organic Frameworks for Wireless Monitoring Metabolite in Sweat”。该研究通过将 cMOF Ni3HHTP2-层状薄膜电极集成到柔韧透气的纳米纤维素基底上，提出一种湿粘式表皮汗液传感器。该传感器可以自适应地粘附在人体皮肤上，利用固有的导电性、高度多孔的结构和活跃的催化特性，选择性地准确检测汗液中的维生素 C 和尿酸等代谢物。该研究证明，Ni3HHTP2 传感器的检测结果与高效液相色谱法(HPLC)的检测结果相同，在实际应用中具有可靠性。同时，该研究提出了一种无线表皮营养跟踪系统，用于监测日常活动过程中汗液中维生素 C 的动态变化，对于常规监测人体营养状况，避免营养不良的不良反应具有重要意义。这项研究为将多功能 MOFs 集成到柔性电子器件中，实现高性能无创生物传感应用提供了新思路，有助于基于多功能 MOFs 的柔性电子装置在个性化医疗监测方面的发展。心肌缺血/再灌注损伤是一种典型的心血管疾病，其特点是心肌细胞的损伤导致各种形式的细胞死亡。由于再灌注阶段诱发的氧化应激，常造成不可逆性心肌损伤。近期，北京中医药大学、广州中医药大学、暨南大学研究团队共同在Signal Transduction and Targeted Therapy 发表题为“ALOX15-launched PUFA-phospholipids peroxidation increases the susceptibility of ferroptosis in ischemia-induced myocardial damage”的研究论文。该研究利用动物和体外模型及多组学方法，明确心肌缺血/再灌注损伤中的关键脂质为富含磷脂酰乙醇胺的氧化多不饱和脂肪酸，花生四烯酸15-脂氧合酶-1（ALOX15）被确定为缺血诱发的磷脂过氧化的主要介质，并为化学遗传学方法进一步证实。ALOX15 在缺血阶段诱导磷脂氧化为铁死亡信号。这一发现表征了心肌缺血损伤的一种新的分子机制，为早期干预心肌缺血损伤提供了一个潜在的治疗目标。我国多个研究团队合作发现磷脂过氧化增加缺血性心肌损伤中铁死亡的易感性北京化工大学在大肠杆菌中生物合成植物源三七素合成酶 PsChs1 为研究对象，使用冷冻电镜、扫描电镜、X 射线衍射等技术，解析了 4 个不同催化反应状态PsChs1 的三维结构，揭示了几丁质合成酶实现几丁质生物合成的三个重要过程，几丁质合成酶将供体底物上的糖基转移到受体几丁质糖链上；新生成的几丁质糖链通过细胞膜上的“跨膜转运”通道释放到细胞外；释放的几丁质链自发组装成几丁质纳米纤维。该研究从原子水平展示了几丁质生物合成过程，阐明了几丁质生物合成机制，为针对几丁质合成酶的新型绿色农药精准设计奠定了基础。三七素是一种植物源天然产物，主要存在于三七、山黧豆、人参等植物中。三七素作为一种重要的非天然氨基酸，具有止血、抗炎、降血糖、减轻糖尿病肾病损伤等功效。已有研究表明三七素是由 L-2，3-二氨基丙酸（L-DAP）和草酰辅酶A经酰基转移酶（BAHD3）缩合而成，但两种直接前体的合成途径尚不清晰，通过微生物异源生产三七素具有一定难度。近期，北京化工大学的科学家在Nature Comunications发 表 了 题 为“Biosynthesis of plant hemostatic dencichine in Escherichia coli”的研究论文。该研究通过筛选有效的异源酶，实现了两种直接前体 L-2，3-二氨基丙酸和草酰辅酶 A 的生物合成，通过耦连乙醛酸氧化途径和草酰乙酸裂解途径，并对代谢网络进行了系统设计，最终三七素滴度达到 1.29 g/L。该研究通过逆向生物合成方法设计人工途径，首次实现了三七素的从头生物合成。