Designing Redox‐Stable Cobalt–Polypyridyl Complexes for Redox Flow Batteries: Spin‐Crossover Delocalizes Excess Charge

Redox‐active organometallic molecules offer a promising avenue for increasing the energy density and cycling stability of redox flow batteries. The molecular properties change dramatically as the ligands are functionalized and these variations allow for improving the solubility and controlling the redox potentials to optimize their performance when used as electrolytes. Unfortunately, it has been difficult to predict and design the stability of redox‐active molecules to enhance cyclability in a rational manner, in part because the relationship between electronic structure and redox behavior has been neither fully understood nor systematically explored. In this work, rational strategies for exploiting two common principles in organometallic chemistry for enhancing the robustness of pseudo‐octahedral cobalt–polypyridyl complexes are developed. Namely, the spin‐crossover between low and high‐spin states and the chelation effect emerging from replacing three bidentate ligands with two tridentate analogues. Quantum chemical models are used to conceptualize the approach and make predictions that are tested against experiments by preparing prototype Co‐complexes and profiling them as catholytes and anolytes. In good agreement with the conceptual predictions, very stable cycling performance over 600 cycles is found.     

苋菜甜菜红素合成相关基因AmMYB1的克隆及表达分析

应用RACE技术,从‘大红’苋菜中克隆到1条MYB基因cDNA全长序列,命名为AmMYB1(登录号为KU557504)。AmMYB1基因开放阅读框为723bp,可编码240个氨基酸。其基因组序列与cDNA比对后显示,AmMYB1基因含有1个内含子。生物信息学分析表明,AmMYB1具有2个连续的MYB结构域,是一个典型的R2R3-MYB;同源分析显示,该基因编码的氨基酸序列与甜菜红素相关BvMYB1的一致性最高,达到54%。亚细胞定位结果显示,AmMYB1蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR分析表明,AmMYB1基因在‘大红’苋菜叶片红色部位的表达量高于绿色部位;在甜菜红素含量高的叶和茎中表达量明显高于根;在光照条件下表达量高于遮光处理;在红叶品种中的表达量高于绿叶品种。研究结果表明,AmMYB1基因可能是苋菜甜菜红素合成途径中重要的正调控因子。     

龙眼miR171家族进化特性及其表达分析

为了解龙眼miR171家族的进化特性及其功能,该研究以龙眼mRNA和miRNA数据库中获得的miR171家族7个前体序列(pre-miRNA)和9条成熟体序列为基础进行生物信息学预测和表达分析。mfold预测显示,premiR171家族成员均能形成典型二级结构,其最小折叠自由能(dG)介于-39.37~-55.13kal/mol,且家族成员中除pre-miR171-scaffold112和pre-miR171f-scaffold38外,其他成员包含的成熟序列与vvi-miR171a、ptc-miR171f以及ctr-miR171等成熟体完全匹配。NJ进化树分析发现,龙眼pre-miR171家族与柑橘、毛果杨具有较高相似性。psRNAtarget靶标预测显示,龙眼miR171家族的主要靶标为Scarecrow-like6,与其他植物的miR171靶标相同。实时荧光定量PCR分析表明,pre-miR171家族成员均在龙眼雄花中表达提高,而在果实中表达量降低。研究认为,龙眼miR171家族在进化过程中具有高度保守性,在龙眼生长发育过程中主要参与雄花形成。     

文心兰铁氧还蛋白基因克隆定位及表达分析

采用RACE-PCR法,从‘小樱桃’文心兰中克隆到一个全长989bp的铁氧还蛋白基因cDNA序列,命名为OnFd(登录号KX461907)。OnFd基因开放阅读框长为465bp,预测可编码154个氨基酸;gDNA和cDNA序列比对结果显示OnFd基因不含内含子。生物信息学分析表明,OnFd具有1个典型的[2Fe-2S]结构域;同源分析显示,OnFd与玉米Fd3的相似度最高(64.29%)。蛋白亚细胞定位结果显示OnFd定位于叶绿体。实时荧光定量PCR检测发现:OnFd基因在花中表达量最高,其次是叶与根,在假鳞茎中表达量最低;接种病原菌研究显示,文心兰感染软腐病后,各个部位的OnFd基因表达量均呈上升趋势,尤其是接种部位假鳞茎在接种病原菌1d后表达量便表现出极显著上调,并且在5个感病阶段的表达量是健康植株的2.83~3.98倍。研究表明,OnFd基因可能在文心兰响应抗软腐病过程中具有重要作用。     

非洲菊4个POD基因的克隆及表达分析

以‘玲珑’非洲菊为材料,利用RT PCR技术克隆获得4个POD基因,分别命名为GjPOD4、GjPOD5、GjPOD7和GjPOD42（GenBank登录号分别为MH708528、MH708531、MH708529和MH708530）。对这4个基因进行生物信息学分析,并分析在SA、干旱、低温胁迫和非洲菊根腐病病原菌胁迫下4个POD基因的表达模式以及POD活性的变化特征,为揭示非洲菊POD基因的功能以及抗性育种奠定基础。结果显示：（1）所克隆的4个POD基因的cDNA长度为966~1 005 bp,编码321~334个氨基酸;生物信息学分析发现,它们编码的蛋白均属于植物亚铁红素依赖Ⅲ型POD,含有保守结构域及Motif,含有信号肽、跨膜螺旋结构和磷酸化位点。（2）进化树分析结果表明,GjPOD4和GjPOD7与拟南芥AtPRX52、GjPOD5与AtPRX47、GjPOD42与AtPRX42亲缘关系较近。（3）SA、干旱、低温胁迫和非洲菊根腐病病原菌处理均可显著或极显著影响4个基因的表达以及POD活性,但GjPOD4与其他3个GjPOD基因的表达趋势存在一定的差异。（4）相关性分析显示,在不同器官中,GjPOD42的表达与POD活性均呈显著正相关关系（P<0.05）;在隐地疫霉处理下, 4个POD基因表达均极显著上调且与POD活性呈正相关关系。研究表明,所克隆的 4个POD基因在非洲菊抗逆防御过程中,尤其是在响应隐地疫霉侵染过程中发挥着重要作用,但GjPOD4与其他3个GjPOD存在一定的功能差异。     

香蕉MaSNAT2基因的克隆与表达分析北大核心CSCD

5羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)是褪黑素合成过程中的关键酶之一。为揭示香蕉SNAT基因的功能,该研究对香蕉SNAT进行了全基因组鉴定,获得其中2个成员(MaSNAT1和MaSNAT2)并对它们进行克隆验证,结果发现仅MaSNAT2表达。对MaSNAT2进行了系列生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术研究其在MeJA、ABA、GA_(3)、褪黑素及低温处理下的表达模式。结果显示:(1)MaSNAT2基因CDS长度为741 bp,编码246个氨基酸;MaSNAT2蛋白定位于叶绿体,具有GNAT超家族典型保守Acetyltransf_7结构域;MaSNAT2二级结构主要由α螺旋、β折叠和无规则卷曲组成,三级结构与水稻OsSNAT相似度为81.60%。(2)MaSNAT2蛋白与小果野蕉SNAT相似度最高,亲缘关系最近;MaSNAT2启动子具有MeJA、ABA和GA_(3)等激素响应元件。(3)qRT-PCR结果显示,MaSNAT2基因的表达受ABA抑制;GA_(3)处理8 h和48 h后MaSNAT2表达量分别升高15.1倍和16.2倍;MeJA处理4 h后MaSNAT2表达量提高至5.2倍;褪黑素及低温处理能显著诱导MaSNAT2的表达。研究表明,MaSNAT2属于GNAT超家族,其表达受GA_(3)和MeJA诱导,受ABA抑制;该基因在香蕉响应低温胁迫过程中也发挥重要作用。     

儿童下呼吸道感染的金黄色葡萄球菌耐药性分析

对 4 2 38例下呼吸道感染患儿深部痰液标本中的金黄色葡萄球菌进行分离培养 ,并用细菌自动分析系统Vitek 6 0进行菌种鉴定和药物敏感试验。金黄色葡萄球菌分离阳性率为 2 .1% (89/ 4 2 38)。所分离的89株金黄色葡萄球菌中 ,95 .5 % (85 / 89)菌株产 β 内酰胺酶 ;但仅 4 .5 % (4 / 89)菌株耐苯唑西林 (MRSA) ,其中 3株显示多重耐药。 96 .6 %和 4 8.3%的菌株分别对青霉素和红霉素耐药 ,14 .6 %～ 2 5 .9%分别对四环素、林可霉素、复方新诺明耐药 ;对其余临床常用抗生素 ,如庆大霉素、苯唑西林、氨苄西林 /舒巴坦、阿莫西林 /克拉维酸、头孢唑啉、环丙沙星、左氧氟沙星等的耐药率均低于 10 %。上述实验结果提示 ,本地区引起患儿下呼吸道感染的金黄色葡萄球菌对多数临床常用抗生素仍敏感 ,β 内酰胺酶阳性菌株极为普遍 ,但MRSA所占比例不高。