《德国应用化学》

使用DNA多任务处理器系统探测活细胞中的细胞信号

福州大学李远明团队报道了使用膜锚定DNA多任务处理器在活细胞中系统地探测细胞信号。相关研究成果1月6日发表于《德国应用化学》。

在它们自身所处环境中系统地探测相关的信号成分对于剖析复杂的细胞信号非常有意义。然而，由于缺乏通用和有效的方法，这仍然是一个挑战。

该文中，研究人员提出了一种细胞膜锚定DNA多任务处理器，作为“交通灯”，用于细胞信号转导的综合分析。通过DNA处理器的膜锚定，增强和可控地调节c-Met信号。此外，DNA处理器的多任务能力能够直接监测c-Met活性调节诱导的相关VEGF分泌。通过利用多功能适体核酸，该模块化设计的DNA多任务处理器系统地剖析了细胞表面受体如何与活细胞中的相关成分协调。因此，其为基础细胞生物学研究和精确医学应用提供了强大的化学工具。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202113795

双单原子位工程构建超低温锌空气电池

清华大学王定胜团队在二维超薄氮掺杂碳纳米片上设计双单原子位获得超低温锌空气电池。相关研究成果1月6日发表于《德国应用化学》。

该文中，研究人员构建了一种新型的双单原子催化剂，该催化剂在具有多孔结构的2D超薄掺氮碳纳米片（FeMn-DSAC）上包含相邻的Fe-N4和Mn-N4位，用作柔性低温锌空气电池（ZAB）的阴极。FeMn-DSAC对氧还原反应和析氧反应具有显著的双功能活性。

控制实验和密度泛函理论计算表明，增强的催化活性来源于促进*OOH分解的Fe-Mn双位点协同效应以及促进反应过程中活性暴露和传质的多孔2D纳米片结构。FeMn-DSAC优异的双功能活性使得所制备的ZAB在-40℃的超低温下高效运行，具有30mWcm-2的峰值功率密度，并保持与室温对应的高达86%的比容量，是先前报告结果中的顶级性能。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202115219

《自然—化学》

聚电解质与无序蛋白质竞争驱动核小体释放连接组蛋白

瑞士苏黎世大学Schuler Benjamin团队报道了聚电解质与无序蛋白竞争驱动核小体中连接组蛋白的释放。相关研究成果1月6日发表在《自然—化学》。

高电荷内在无序蛋白质是染色质结构和转录活性的重要调节因子。

该文中，研究人员发现了一种令人惊讶的分子竞争机制，它依赖于这些聚电解质及其复合物中存在的明显的动力学无序。高正电荷的人类连接蛋白组蛋白H1.0（H1）以超高亲和力结合核小体，这意味着停留时间与有效的生物调节不相容。然而，研究人员发现H1的无序区域在与核小体结合时仍保持其大振幅动力学，这使得高度负电荷和无序的组蛋白伴侣原胸腺素α能够有效侵入H1—核小体复合物，并通过竞争替代机制置换H1，大大加速了H1解离。

通过实验和模拟综合研究，研究人员建立了一个分子模型，从结构和动力学上揭示了这一过程的显著动力学。鉴于核蛋白质组中有丰富的聚电解质序列，该机制可能在细胞调节中广泛存在。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-021-00839-3

单分子泵—探针光谱法观察别藻蓝蛋白中的能量传递

美国麻省理工学院Schlau-Cohen、 Gabriela S.团队使用单分子泵—探针光谱法观察光合蛋白别藻蓝蛋白中的能量传递。相关研究成果发表在1月6日出版的《自然—化学》。

光合作用生物体以近乎统一的量子效率将阳光转化为电能。吸收的光能通过位于蛋白质支架内的发色团网络传输，该发色团因热运动而波动。各个能量传递步骤中的结果变化尚未测量，因此，效率如何对这种变化具有稳定性尚未确定。

该文中，研究人员描述了具有简易光谱调谐的单分子泵—探针光谱及其在单别藻蓝蛋白（一种来自蓝藻的捕光蛋白）超快动力学中的应用。研究人员利用动力学的谱依赖性将能量转移和能量弛豫从核运动中分离出来。研究人员观察到，由于蛋白质环境的影响能量传递的时间尺度分布不对称，能量弛豫的时间尺度分布较慢且更不均匀。总的来说，能量转移对蛋白质波动具有稳健性，这是高效采光的先决条件。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-021-00841-9