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Dynamic DNA Shortening by Telomere-Binding Protein Cdc13

Yi-Yun Lin, Min-Hsuan Li, Yen-Chan Chang, Peng-Yu Fu, Ryosuke L. Ohniwa,
Hung-Wen Li, and Jing-Jer Lin
Journal of the American Chemical Society  2021, 143, 15, 5815–5825

國立臺灣大學 醫學院生物化學暨分子生物學研究所 林敬哲教授

國立臺灣大學 化學系 李弘文教授

端粒位於染色體的末端,保護染色體免於核酸酶的降解,並維持染色體的穩定。Cdc13是一種端粒DNA結合蛋白,可調節端粒酶功能。儘管Cdc13與端粒DNA的特定性結合對於端粒保護至關重要,但Cdc13-DNA複合物如何保護端粒的詳細機制尚不清楚。目前對端粒的研究大多限於傳統生化分析的方法,無法直接測量端粒與Cdc13結合後的動態結構。台大醫學院生化分生所林敬哲與台大化學系李弘文的合作團隊,利用高純度的Cdc13蛋白,應用兩種互補的單分子技術,單分子栓球實驗(TPM)和原子力顯微鏡(AFM),來直接即時觀測Cdc13與單一端粒分子的結合動態與結構。他們發現Cdc13結合到在端粒DNA後,形成一個未曾被報導過的新構型: Cdc13將DNA逐步以~70-80個鹼基的倍數縮短,推測形成類似核小體(nucleosome)的高階Cdc13-DNA結構。高階的Cdc13-DNA結構可在幾個DNA長度中,進行動態的轉換。有趣的是,負責調控端粒酶功能的Pif1解旋酶,無法從縮短的Cdc13-DNA複合物中移除Cdc13,反應出Cdc13結合蛋白可藉由其高階結構的穩定複合物,抑制端粒酶進行端粒長度的調控。這些新的發現提供了Cdc13蛋白保護及調控端粒長度的新策略,這個研究也展現出跨領域的長期合作,可以對領域開創出新的想法與研究方向。

Unraveling innate substrate-controlled arylation and bicyclization of 1,5-enynes with α,β conjugates: synthesis of substituted benzo[a]fluorenes

Babasaheb Sopan Gore, Jun-Hao Lin and Jeh-Jeng Wang

Green Chemistry (2021), 23(11), 4144-4149

高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系 王志鉦教授

多環芳烴(PAH)結構,在醫藥、農業和材料化學領域中十分常見,其中,芴(fluorenes)衍生物可應用於電子器件、傳感器和光致變色材料及聚合物等。然而,在嚴苛的反應條件下,如:反應物預官能化、昂貴的金屬催化劑、專門設計的配位基和過量的添加劑,在一定程度上限制了合成與應用。因此我們開發了一種在無金屬和無溶劑條件下由布忍斯特酸催化1,5-烯炔共軛物與苯甲醚(或其它具推電子基芳香族arenes)反應合成苯並[ a]芴,此反應的優勢為起始物容易取得的、無需使用過渡金屬、一鍋化操作、廣泛的官能團耐受性和可進行克級合成。該反應的機制取決於反應物的取代基而有不同的反應途徑。此外,我們也可回收苯甲醚再利用、反應具有原子效率與質量效率,證明此反應是環保且符合綠色化學指標。

High-Sensitivity and Trace-Amount Specimen Electrochemical Sensors for Exploring the Levels of β-Amyloid in Human Blood and Tears

Wang, Yu-Rong; Chuang, Han-Chien; Tripathi, Adarsh; Wang, Yu-Lin; Ko, Mei-Lan; Chuang, Ching-Cheng; Chen, Jung-Chih

Analytical Chemistry (2021), 93(22), 8099-8106

國立陽明交通大學 生醫工程研究所 陳榮治助理教授

失智症類型中以阿茲海默症佔比最大,而諸多有關失智症的討論中以阿茲海默症的表觀症狀最少,現今醫療技術朝向早期檢出來防止失智症惡化。以現行臨床技術雖不致於判斷錯誤,但卻經常被病患或家屬誤認是正常老化而延誤就醫,為此,若有一簡便篩檢裝置能提醒病患或家屬能適時送至專科醫療機構診治,勢將對這世紀重大疾病有所幫助。再者,失智症疾病患者得病後除了病患痛苦外,家人負擔與社會成本更是不計其數,所以我們在做的就是深入體現使用者經驗、盡到學術社會責任。而與阿茲海默症相關的類澱粉蛋白(Aβ)被認為是早期發現阿茲海默症的重要生物標誌物,可惜的是目前絕大部分檢體取自腦脊髓液,取腦脊髓液屬於具感染風險與高侵入性採樣方式,這與早期檢測的疾病預防策略背道而馳。為了使用淚液樣本作為檢測,在本研究中我們使用已獲得美國發明專利的淚液收集裝置進行採集,該裝置能從淚液試條取出10 μL淚液,但這極微量檢體僅約HPLC的檢體量的十分一,所以唯有使用傳統電化學裝置可以達成檢側目地。研究中,我們採集並檢測不同年齡的健康人眼淚和血液,用電化學技術檢測Aβ,其結果共計衍生出2件專利以及被Analytical Chemistry選於封面,顯示我們預計開發的技術有其前瞻性與可行性。總之,本項研究改善現今國內外各團隊僅探討中樞神經體液之腦脊髓液進行Aβ檢測,改成以週邊體液以及Aβ4042濃度比例初判失智症前兆。

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