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.Researchers develop method with single-molecule precision to engineer enzyme 'stickiness'
연구원들은 효소 '끈적임'을 조작하는 단일 분자 정밀도로 방법을 개발합니다
럿 거스 대학교 크레딧: Unsplash/CC0 공개 도메인 OCTOBER 13, 2022
Rutgers 대학 과학자들은 단일 단백질이 기질(예: 효소)에서 분리될 때 결합력을 측정하는 분석 도구 키트를 개발하여 새로운 나노물질의 개발을 돕고 바이오 연료 생산 및 글로벌 탄소 순환을 개선하며 새로운 물질을 식별합니다. 새로운 연구에 따르면 더 나은 약물 표적. 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences ) 에 발표된 이 연구 는 탄수화물 결합 모듈(CBM) 단백질과 결합 기질인 셀룰로오스 사이의 분자 상호작용을 조사합니다. 반복되는 포도당 당으로 만들어진 식물 섬유 중합체 유형인 셀룰로오스는 섬유, 셀로판, 판지 및 종이를 만드는 데 사용될 수 있으며, 바이오 연료 및 생화학 제품을 생산하기 위한 재생 가능한 공급원료로도 사용됩니다.
셀룰로오스는 미생물에 의해 자연적으로 분해되어 지구 탄소 순환에서 중심적인 역할을 하는 지구상에서 가장 풍부한 유기 화합물입니다. 그러나 과학자들은 박테리아와 같은 미생물이 탄수화물 결합 단백질과 효소를 사용하여 기질 표면에 먼저 고정하거나 "고착"함으로써 셀룰로오스를 분해하는 방법에 대해 여전히 제한된 이해를 가지고 있습니다.
-연구자에 따르면, 셀룰로오스를 에탄올, 바이오디젤, 친환경 디젤 또는 바이오 가스와 같은 바이오 연료 생산을 위해 당으로 분해하는 보다 효율적인 효소와 미생물을 조작하려면 탄수화물 결합 단백질이 기질에 고정되어 최적의 효소를 만드는 방법을 더 잘 이해해야 합니다. 미생물에 의한 셀룰로오스 분해를 극대화할 수 있는 "끈적임". 연구의 선임 저자이자 동료인 Shishir Chundawat는 "고체-액체 계면에서 단백질과 효소가 복합 탄수화물에 결합하는 것은 식물 성장, 병원체-숙주 세포 감염 및 바이오 연료 생산과 관련된 근본적으로 중요한 생물학적 현상입니다."라고 말했습니다.
Rutgers 화학 및 생화학 공학과 교수. "그러나 그러한 계면 결합 과정은 단백질과 셀룰로오스와 같은 탄수화물 사이의 미묘하고 단기적인 분자 상호 작용을 관찰할 수 있는 분석 도구가 없기 때문에 잘 이해되지 않습니다." 이 방법론은 단백질이 분자 수준의 정밀도로 셀룰로오스 표면에 달라붙는 방법을 조사하는 연구원의 분석 기술을 설명하여 셀룰로오스 분해 동안 미생물 효소가 사용하는 복잡한 메커니즘에 대한 통찰력을 제공합니다.
Chundawat는 Rutgers에서 개발한 툴킷이 단일 단백질-탄수화물 분자 접촉 및 1조분의 1뉴턴 정밀도와 관련된 관련 힘을 측정할 수 있다고 말했습니다. 1뉴턴은 벽이나 표면에 고정된 도마뱀붙이 도마뱀을 떼어내는 데 종종 필요한 최소 힘과 같습니다. 연구팀은 박테리아 세포가 도마뱀붙이와 같은 셀룰로오스 표면에 단단히 고정되도록 하는 CBM 단백질을 연구했으며 이 새로운 툴킷을 사용하여 측정된 조작된 단백질의 표면 "끈적함"을 변화시켜 셀룰로오스 분해 활성을 향상시켰다. 툴킷의 결과는 셀룰로오스 표면에 대한 CBM 단백질 점착성을 담당하는 기본 분자 규칙을 추가로 설명하기 위해 수행된 다른 실험 및 시뮬레이션과 일치했습니다. 제1저자인 Markus Hackl은 "특정 CBM이 효소 기능을 향상시키는 특정 구조적 방향으로 탄수화물에 달라붙을 수 있다면 전통적인 방법으로는 표면에 대한 단백질 점착성을 미세 조정하는 데 필요한 특정 결합 방향을 다른 특정 결합 방향과 구별할 수 없습니다"라고 말했습니다.
-Rutgers의 화학 및 생화학 공학과에서 툴킷의 개발을 주도한 연구 및 박사 후보자입니다. "그러나 우리의 방법은 단일 단백질 분자가 셀룰로오스 와 상호작용하는 신호를 감지하고 측정함으로써 단백질 점착성의 미묘한 차이를 포착할 수 있습니다 ." 이러한 툴킷은 과학자들이 개선된 의료를 위한 더 나은 표적 단백질 기반 약물의 개발 또는 저비용 바이오연료 생산을 위한 효율적인 산업 등급 효소의 개발에 궁극적으로 도움이 되는 단백질과 탄수화물 간의 끈적끈적한 분자 상호작용을 연구하고 미세 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구의 다른 공동 저자로는 Edward Contrada, Jonathan Ash, Atharv Kulkarni, 이기범, 윤진호, 조현열과 국립 재생 에너지 연구소(John Yarbrough) 및 Los Alamos 국립 연구소(Cesar López)의 연구원이 있습니다. 및 Sandrasegaram Gnanakaran).
추가 탐색 식물 폐기물을 바이오 연료로 쉽게 전환하는 방법 추가 정보: Markus Hackl et al, Acoustic force spectroscopy는 탄수화물 결합 모듈의 셀룰로오스 결합 해제 거동의 미묘한 차이를 나타냅니다. Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2117467119 저널 정보: 국립과학원 회보 Rutgers 대학 제공
https://phys.org/news/2022-10-method-single-molecule-precision-enzyme-stickiness.html
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메모 2210140503 나의 서고실험 oms 스토리텔링
셀룰로오스 분해를 극대화할 수 있는 "끈적임"의 모습은 샘플c.oss.base에 밀착된 거품들의 최적화된 현상일 수 있다. 허허. 바이오연료로 활용되는 모든 것에는 분해경로와 최적화된 값을 가진다.
-셀룰로오스를 에탄올, 바이오디젤, 친환경 디젤 또는 바이오 가스와 같은 바이오 연료 생산을 위해 당으로 분해하는 보다 효율적인 효소와 미생물을 조작하려면 탄수화물 결합 단백질이 기질에 고정되어 최적의 효소를 만드는 방법을 더 잘 이해해야 한다.
미생물에 의한 셀룰로오스 분해를 극대화할 수 있는 "끈적임". 연구의 고체-액체 계면에서 단백질과 효소가 복합 탄수화물에 결합하는 것은 식물 성장, 병원체-숙주 세포 감염 및 바이오 연료 생산과 관련된 근본적으로 중요한 생물학적 현상이다.
1.
이들이 제한된 국소범위에서 매우 빠르과 광범위하게 활성화되려면 정교한 시스템이 작동되어야 한다. 샘플c.oss.base.process만큼 정교해야 우주적인 바이오연료의 개념도가 나타난다. 허허.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b.qoms(standard)
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sample b.poms(standard)
q0000000000
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000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
sample c.oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
According to the researchers, to engineer more efficient enzymes and microorganisms that break down cellulose into sugars for the production of biofuels such as ethanol, biodiesel, green diesel or biogas, carbohydrate-binding proteins are immobilized on a substrate to create an optimal enzyme. should be better understood. “Stickness” to maximize microbial degradation of cellulose. "The binding of proteins and enzymes to complex carbohydrates at the solid-liquid interface is a fundamentally important biological phenomenon related to plant growth, pathogen-host cell infection and biofuel production," said study lead author and colleague Shishir Chudawat. .
- Research and PhD candidate who led the development of the toolkit in Rutgers' Department of Chemical and Biochemical Engineering. "However, our method can capture subtle differences in protein adhesion by detecting and measuring the signal that a single protein molecule interacts with cellulose." These toolkits are designed to study and microscopically microscopic molecular interactions between proteins and carbohydrates that ultimately help scientists develop better targeted protein-based drugs for improved medicine or efficient industrial-grade enzymes for low-cost biofuel production. It can help you make adjustments.
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Memo 2210140503 My library experiment oms storytelling
The appearance of "stickiness" that can maximize cellulose degradation may be an optimized phenomenon of bubbles adhering to the sample c.oss.base. haha. Everything used as a biofuel has a decomposition pathway and an optimized value.
To engineer more efficient enzymes and microbes that break down cellulose into sugars for biofuel production such as ethanol, biodiesel, green diesel or biogas, it is necessary to better understand how carbohydrate-binding proteins are immobilized to substrates to create optimal enzymes. do.
“Stickness” to maximize microbial degradation of cellulose. The binding of proteins and enzymes to complex carbohydrates at the solid-liquid interface of the study is a fundamentally important biological phenomenon related to plant growth, pathogen-host cell infection and biofuel production.
One.
In order for them to be activated very rapidly and widely in a limited local area, sophisticated systems must be activated. The conceptual diagram of the cosmic biofuel must be as sophisticated as the sample c.oss.base.process. haha.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
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f000e0 b0dac0
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ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b.qoms(standard)
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sample b.poms(standard)
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sample c.oss(standard)
zxdxybzyz
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.New measurements quantifying qudits provide glimpse of quantum future
qudits를 정량화하는 새로운 측정은 양자 미래를 엿볼 수 있습니다
오크 릿지 국립 연구소 여기에 닫힌 루프로 표시된 마이크로 링 공진기는 고차원 광자 쌍을 생성했습니다. 연구원들은 십자형 다색 선으로 표시된 것처럼 빛과 혼합 주파수의 서로 다른 주파수 또는 색상의 위상을 조작하여 이러한 광자를 조사했습니다. 제공: Yun-Yi Pai/ORNL, 미국 에너지부OCTOBER 13, 2022
-기존의 실험 및 계산 리소스를 사용하여 다중 기관 팀은 하나의 광학 칩에서 일종의 광자 소스인 양자 주파수 빗으로 인코딩된 고차원 큐디트를 측정하는 효과적인 방법을 개발했습니다. "qudit"이라는 단어가 오타처럼 보일 수 있지만 큐비트 또는 양자 비트 의 덜 알려진 이 사촌은 더 많은 정보를 전달할 수 있고 잡음에 더 강합니다.
-이 둘은 양자 네트워크의 성능을 개선하는 데 필요한 핵심 품질입니다. 양자 키 분배 시스템, 그리고 궁극적으로 양자 인터넷. 기존 컴퓨터 비트는 데이터를 1 또는 0으로 분류하는 반면 큐비트는 여러 양자 상태가 동시에 존재할 수 있게 하는 현상인 중첩으로 인해 1, 0 또는 둘 다의 값을 동시에 보유할 수 있습니다. qudit의 "d"는 광자에 인코딩할 수 있는 다양한 수준 또는 값의 수를 나타냅니다.
-기존 큐비트에는 두 가지 수준이 있지만 더 많은 수준을 추가하면 큐비트로 변환됩니다. 최근 미국 에너지부의 Oak Ridge 국립 연구소, 퍼듀 대학교 및 스위스 로잔 연방 공과 대학(EPFL)의 연구원들은 64차원 양자 공간을 형성하는 얽힌 8레벨 큐디트 쌍을 완전히 특성화했습니다. 이산 주파수 모드에 대한 이전 기록 이 결과는 Nature Communications 에 게재되었습니다 .
Hsuan-Hao Lu는 "우리는 항상 광자의 색상이나 광학 주파수 를 사용하여 10 또는 20 레벨 이상의 큐디트를 인코딩할 수 있다는 것을 알고 있었지만 문제는 이러한 입자를 측정하는 것이 매우 어렵다는 것입니다."라고 말했습니다. ORNL의 박사후 연구원. "이것이 이 논문의 가치입니다. 우리 는 실험적인 측면에서 비교적 쉽게 수행할 수 있는 효율적이고 새로운 기술 을 발견했습니다." Qudit은 얽혀 있을 때 측정하기가 훨씬 더 어렵습니다. 즉, 양자 간의 물리적 거리에 관계없이 비고전적인 상관 관계를 공유합니다. 이러한 문제에도 불구하고 주파수 빈 쌍(주파수에서 얽힌 광자 형태의 2개의 qudit)은 환경에 의해 크게 수정되지 않고 광섬유 를 통해 규정된 경로를 따를 수 있기 때문에 양자 정보를 전달하는 데 매우 적합합니다. "우리는 최첨단 주파수 빈 생산을 최첨단 광원과 결합한 다음 우리 기술을 사용하여 이전에는 보여주지 않았던 수준의 정밀도로 고차원 qudit 얽힘을 특성화했습니다. "라고 ORNL의 Wigner Fellow이자 연구 과학자인 Joseph Lukens는 말했습니다. 연구원들은 EPFL에 의해 제작되고 비고전적 빛을 생성하도록 설계된 원형의 온칩 장치인 마이크로 링 공진기에 레이저를 비추어 실험을 시작했습니다.
이 강력한 광자 소스는 1제곱밀리미터의 공간(예리한 연필의 끝 부분과 비슷한 크기)을 차지하며 팀이 양자 주파수 빗 형태로 주파수 빈 쌍을 생성할 수 있도록 했습니다. 일반적으로 qudit 실험은 연구원들이 양자 게이트라고 하는 일종의 양자 회로를 구성해야 합니다. 그러나 이 경우 팀은 전기 광학 위상 변조기를 사용하여 서로 다른 주파수의 빛을 혼합하고 펄스 셰이퍼를 사용하여 이러한 주파수의 위상을 수정했습니다. 이러한 기술은 Lu가 ORNL에 합류하기 전에 공부한 Purdue의 Andrew Weiner가 이끄는 초고속 광학 및 광섬유 통신 연구소에서 광범위하게 연구됩니다.
이러한 광학 장치는 통신 산업 에서 흔히 볼 수 있으며 연구원들은 다양한 주파수 상관 관계를 포착하기 위해 이러한 작업을 무작위로 수행했습니다. Lu에 따르면 이 과정은 한 쌍의 6면체 주사위를 굴려서 각 숫자 조합이 나타나는 횟수를 기록하는 것과 같지만 이제는 주사위가 서로 얽혀 있습니다. Weiner는 "위상 변조기 및 펄스 셰이퍼를 포함하는 이 기술은 초고속 및 광대역 광자 신호 처리를 위한 고전적 맥락에서 크게 추구되고 있으며 주파수 양자점의 양자 경로로 확장되었습니다"라고 말했습니다. 거꾸로 작업하고 어떤 양자 상태가 qudit 응용 프로그램에 이상적인 주파수 상관 관계를 생성했는지 추론하기 위해 연구자들은 베이지안 추론이라는 통계적 방법을 기반으로 하는 데이터 분석 도구를 개발하고 ORNL에서 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다.
이 성과는 베이지안 분석을 수행하고 양자 상태를 재구성하는 데 중점을 둔 팀의 이전 작업을 기반으로 합니다. 연구원들은 이제 일련의 실험을 준비하기 위해 측정 방법을 미세 조정하고 있습니다. 광섬유를 통해 신호를 전송하여 양자 정보를 전송하는 방법인 순간 이동 및 이전에 관련이 없는 두 입자를 얽히게 하는 과정인 얽힘 스와핑과 같은 양자 통신 프로토콜을 테스트하는 것을 목표로 합니다.
Purdue의 대학원생인 Karthik Myilswamy는 마이크로링 공진기를 ORNL로 가져와 팀이 실험실의 양자 근거리 통신망에서 이러한 기능을 테스트할 수 있도록 할 계획입니다. "이제 얽힌 주파수 qudits를 효율적으로 특성화하는 방법이 있으므로 다른 응용 프로그램 지향 실험을 수행할 수 있습니다."라고 Myilswamy가 말했습니다. 추가 탐색 연구원들은 양자 정보 처리를 위한 트랜지스터와 같은 게이트를 qudits로 구축합니다.
추가 정보: Hsuan-Hao Lu et al, 무작위 측정이 포함된 고차원 온칩 이중광자 주파수 빗의 베이지안 단층 촬영, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31639-z 저널 정보: 네이처 커뮤니케이션즈 오크리지 국립연구소 제공
https://phys.org/news/2022-10-quantifying-qudits-glimpse-quantum-future.html
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메모 2210140541 나의 서고실험 oms 스토리텔링
나에게는 아직 정리되지 않는 non-standard.oser가 있다. 응용범위는 다량의 빛 분배기를 통한 고차원의 양자얽힘의 큐비트가 될 수 있지만, 아직 잘 정리되지 않는 자료(muti_oser)들이다. 예를들어 표준 oser는 사각형이다.
그런데 정리되지 않는 non-standard.oser는 5각형 이상의 내부정보 절대값과 방향값을 설정하지 못했다. 이유는 사각형의oms에 프랙탈화 시킬 수 없기 때문이다, 만약에 다각형의 oms가 존재한다면 큐비트의 문제를 다루는 빛의 분배기에 의한 에너지.질량 변환 E=mc^2.standard_oser.qubit를 찾아낼 수 있다. 허허.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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sample b.qoms(standard)
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sample b.poms(standard)
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sample c.oss(standard)
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zxdzxezxz
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cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
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-Using existing experimental and computational resources, a multi-institutional team has developed an effective method to measure high-order Qdits encoded by quantum frequency combs, a kind of photon source, on a single optical chip. Although the word "qudit" may seem like a typo, this lesser-known cousin of qubits or quantum bits can convey more information and is more resistant to noise.
-These two are key qualities needed to improve the performance of quantum networks. Quantum key distribution systems, and ultimately the quantum Internet. Whereas conventional computer bits classify data as 1s or 0s, qubits can hold values of 1s, 0s, or both simultaneously due to superposition, a phenomenon that allows multiple quantum states to exist simultaneously. The "d" in qudit refers to the number of different levels or values that can be encoded in a photon.
- Existing qubits have two levels, but adding more levels converts them to qubits. Recently, researchers at the U.S. Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory, Purdue University, and the Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) in Switzerland have fully characterized the entangled pair of 8-level Qdits that form a 64-dimensional quantum space. Previous Records on Discrete Frequency Modes These results were published in Nature Communications.
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Memo 2210140541 My library experiment oms storytelling
I have a non-standard.oser that hasn't been cleaned up yet. The scope of application can be high-order quantum entanglement qubits through a large amount of light splitter, but it is still unorganized data (muti_oser). For example, the standard oser is a rectangle.
However, the unorganized non-standard.oser could not set the absolute value and direction value of internal information more than pentagon. The reason is that it cannot be fractalized to square oms. If polygonal oms exist, we can find the energy.mass transformation E=mc^2.standard_oser.qubit by the light splitter dealing with the qubit problem. have. haha.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
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e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
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sample b.qoms(standard)
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sample b.poms(standard)
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sample c.oss(standard)
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