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上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室吳更教授與武漢大學王連榮、陳實教授團隊合作，揭示了細菌DNA硫化修飾中催化第一步反應的半胱氨酸脫硫酶發生構象變化，使其活性位點半胱氨酸朝向底物半胱氨酸移動5.5埃以發起攻擊的催化機制。最新研究成果以“Structural Analysis of an L-Cysteine Desulfurase from an Ssp DNA Phosphorothioation System”為題發表在《mBio》雜志上。劉立瓊等為第一作者，吳更、王連榮為通訊作者，上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室為第一單位。本文是團隊自2018年Nature Communications上發表的細菌采用SBD結構域識別硫化修飾DNA的結構機理及2020年Nature Microbiology上發表的II型DNA硫化修飾系統的SspB、SspE晶體結構的延續和擴展。在細菌的DNA硫化修飾（不管是早先發現的Dnd修飾系統還是新近發現的Ssp修飾系統）途徑中，都由一個半胱氨酸脫硫酶催化第一步的反應，即半胱氨酸脫硫酶的活性位點半胱氨酸對底物半胱氨酸上的硫原子發起親核攻擊反應，將活化的硫原子轉移到半胱氨酸脫硫酶的活性位點半胱氨酸上，以進行后續的將硫原子加進DNA的反應。2020年4月初團隊在Nature Microbiology上發表的文章“SspABCD-SspE is a phosphorothioation-sensing bacterial defense system with broad antiphage activities”，從探索海洋弧菌的高頻單鏈磷硫酰化修飾入手，通過比較基因組學和分子遺傳學手段，鑒定出以SspABCD為修飾元、SspE為限制元的單鏈磷硫酰化限制-修飾系統。該系統與之前發現的磷硫酰化（以DndABCDE為修飾元以產生雙鏈DNA磷硫酰化、DndFGH為限制元）的Dnd系統均迥然不同，并首次闡明了細菌磷硫酰化限制-修飾系統賦予宿主抑制噬菌體入侵的能力。同時，通過結構生物學和生物化學手段，解析了SspB蛋白的晶體結構，揭示其兩個保守motif的關鍵殘基對其DNA缺刻酶活性非常重要；解析了SspE蛋白的晶體結構，發現其N端結構域有依賴于DNA磷硫酰化修飾的NTP水解酶活性，而其C端結構域有DNA缺刻酶活性，從而闡明了該系統DNA磷硫酰化修飾與限制兩部分功能耦合的分子機理。研究還發現SspABCD作為修飾蛋白在宿主基因組DNA上產生磷硫酰化修飾，SspE作為限制元能夠感應基因組DNA上的磷硫酰化修飾從而區別宿主自身與外源的遺傳物質，并利用其核酸酶活性對入侵噬菌體的DNA進行大范圍的缺刻，從而抑制噬菌體DNA的復制。本研究解析了新發現的II型DNA硫化修飾系統中的半胱氨酸脫硫酶SspA（來源于弧菌）與底物半胱氨酸的復合物晶體結構，分辨率為1.8埃。結構揭示SspA通過其天冬酰胺N150和精氨酸R340殘基來識別底物半胱氨酸，如果將這兩個殘基突變則會嚴重破壞細菌的DNA硫化修飾。在結構中，SspA的活性位點半胱氨酸C314與底物半胱氨酸的距離長達8.9埃，這就產生了一個有趣的問題——SspA是怎么催化脫硫反應的？通過計算機分子動力學模擬，作者發現SspA的活性位點半胱氨酸C314在催化過程中向底物半胱氨酸移動了5.5埃，從而把它們之間的距離縮短到便于發生反應的范圍內。本研究通過簡正模式分析，發現弧菌的SspA、大腸桿菌的IscS、鏈霉菌的DndA（這兩個都是I型DNA硫化修飾系統的）的活性位點半胱氨酸雖然處在不同的相對位置和不同的二級結構上，但都有著向各自的底物半胱氨酸的運動。本研究進一步通過在上海光源BL19U2生物小角X射線散射（簡稱SAXS）線站收集的數據，從頭搭建了SspA在溶液中結構的分子模型。發現SspA在溶液中的結構與分子動力學模擬后SspA的結構更為接近，它們之間的SAXS數據的χ2偏差只有1.04埃，遠低于從SspA的晶體結構推算出的SAXS數據之間的χ2偏差3.70埃。這從實驗上證實了前述的計算機分子動力學模擬和簡正模式分析的結果。弧菌SspA的活性位點半胱氨酸在催化過程中，活性位點半胱氨酸朝向底物半胱氨酸移動了5.5埃的距離（A）分子動力學模擬  （B）簡正模式分析  （C）小角X射線散射實驗數據與晶體結構經過分子動力學模擬后的結果和晶體結構的比較  本研究通過X射線晶體結構解析、分子動力學模擬、小角X射線散射等多種研究手段的結合，揭示了細菌DNA硫化修飾這一神奇現象中催化關鍵的第一步半胱氨酸底物脫硫反應的酶的催化機理，解答了半胱氨酸脫硫酶家族是如何克服活性位點半胱氨酸與底物半胱氨酸之間很長的距離這一長期懸而未決的問題，使人們對于細菌DNA硫化修飾的認識和理解又前進了一步。該研究獲國家自然科學基金（31872627、31670106）的支持。????

1. 痛點問題 隨著信息化時代的發展，生活中的一切都在數字化，對信息存儲的要求也越來越高。據IBM統計，人類每天創造的數據已達到2.5百億億byte，大約相當于5億部高清電影的下載。互聯網數據中心（IDC）的研究顯示，到2020年數據總量（包括結構化數據和非結構化數據）的年復合增長率達將達到42%，2010~2020十年間，世界上數據總量從1 ZB增長到50 ZB，共增長50倍。 面對巨大的數據量，傳統存儲介質的存儲能力以及材料的消耗與信息存儲需求間將會面臨嚴重不平衡狀態。人類工廠生產的可存儲設備總存儲容量與數據產生總量間差距越來越大，到2020年幾乎達到兩倍的差距。根據目前硅基存儲的發展趨勢推測，可用于信息存儲的硅儲量將在2040年被完全耗盡。因此，尋找硅基存儲的替代物，開發高效穩定低成本的新型存儲介質，實現低成本，高效穩定且長期的數據存儲是目前信息時代社會發展亟待解決的關鍵問題之一。 2. 解決方案 DNA在近年來被認為是一種未來具有巨大應用前景的數字存儲介質。首先，相比較于傳統存儲介質，在數據保存壽命和存儲密度上都有著極大的優勢。在自然界中，DNA長久以來作為是承載生物體遺傳信息的主要物質，地球發現的最早古生物藍細菌，DNA作為其遺傳物質已經存在了幾十億年，且在極端條件下仍然可以保存。在存儲密度方面，DNA數字存儲理論上可以達到455 EB/克 （4.55 × 1011GB/克），大約 1018  bytes 或107 GB每mm3， 比傳統存儲介質提高了5-6個數量級。其次，在數據維護與備份成本方面，DNA數字存儲所需要的占地，資源，能源均遠遠小于傳統存儲介質。

XM-843 DNA結構及復制模型 ? XM-843DNA結構及復制模型顯示DNA的結構及復制。 尺寸：放大，20.5×20.5×11cm 材質：PVC材料

9月8日，在由NGMN（下一代移動網絡）舉辦的第八屆IC&E峰會上，華為Fellow暨華為無線CTO童文博士做了主題為《Bridging5Gto6G》的演講。

中試階段/n研究基于深度學習的視頻DNA技術，進行海量視頻近似拷貝搜索，面向千萬視頻庫的快速搜索技術，實現查重、檢索、敏感內容過濾等。該項目廣泛應用于視頻網站、新聞媒體、網絡資源、云數據中心、國家監管部門、版權監管部門等對媒體內容的查重、檢索與過濾等，具有較好的市場前景。

產品詳細介紹

XM-842 DNA雙螺旋結構模型 ? XM-842DNA雙螺旋結構模型組件用于演示DNA的組成，包括四種堿基、五碳糖和磷酸，并且可以演示DNA雙螺旋的模式結構，即兩條互相平行的多核苷酸鏈形成左右手螺旋，磷酸位于圓柱面上，堿基兩兩配對位于圓柱體的中間，堿基對平面垂直于圓柱體。 尺寸：放大，20×20×60cm 材質：PVC材料

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