ABSTRACT l -Threonine aldolases (LTAs) are attractive biocatalysts for synthesizing β-hydroxy-α-amino acids (HAAs) via C–C bond formation in pharmaceuticals, although their industrial applications suffer from low activity and diastereoselectivity. Herein, we describe the discovery of a new LTA from Neptunomonas marine ( Nm LTA) that displays both ideal enzymatic activity (64.8 U/mg) and diastereoselectivity (89.5% diastereomeric excess; de) for the desired product l - threo -4-methylsulfonylphenylserine ( l - threo -MPTS). Using X-ray crystallography, site-directed mutagenesis, and computational modeling, we propose a “dual-conformation” mechanism for the diastereoselectivity control of Nm LTA, whereby the incoming 4-methylsulfonylbenzaldehyde (4-MTB) could potentially bind at the Nm LTA active site in two distinct orientations, potentially forming two diastereoisomers ( threo - or erythro -form products). Importantly, two key Nm LTA residues H140 and Y319 play critical roles in fine-tuning the binding mode of 4-MTB, supported by our site-mutagenesis assays. Uncovering of the catalytic mechanism in Nm LTA guides us to further improve the diastereoselectivity of this enzyme. A triple variant of Nm LTA (N18S/Q39R/Y319L; SRL) exhibited both improved diastereoselectivity (de value > 99%) and enzymatic activity (95.7 U/mg) for the synthesis of l - threo -MPTS compared with that of wild type. The preparative gram-scale synthesis for l - threo -MPTS with the SRL variant produced a space-time yield of up to 9.0 g L −1 h −1 , suggesting a potential role as a robust C–C bond synthetic tool for industrial synthesis of HAAs at a preparative scale. Finally, the SRL variant accepted a wider range of aromatic aldehyde derivatives as substrates and exhibited improved diastereoselectivity toward para -site substituents. This work provides deep structural insights into the molecular mechanism underlying the catalysis in Nm LTA and pinpoints the key structural motifs responsible for regulating the diastereoselectivity control, thereby guiding future attempts for protein engineering of various LTAs from different sources.

Receptor mediated entry is the first step for viral infection. However, the relationship between viruses and receptors is still obscure. Here, by manually curating a high-quality database of 268 pairs of mammalian virus-host receptor interaction, which included 128 unique viral species or sub-species and 119 virus receptors, we found the viral receptors were structurally and functionally diverse, yet they had several common features when compared to other cell membrane proteins: more protein domains, higher level of N-glycosylation, higher ratio of self-interaction and more interaction partners, and higher expression in most tissues of the host. Additionally, the receptors used by the same virus tended to co-evolve. Further correlation analysis between viral receptors and the tissue and host specificity of the virus shows that the virus receptor similarity was a significant predictor for mammalian virus cross-species. This work could deepen our understanding towards the viral receptor selection and help evaluate the risk of viral zoonotic diseases.

Treatment of multiple bacterial infected wounds by eliminating bacteria and promoting tissue regeneration remains a clinical challenge. Herein, dual-network hydrogels (CS-GA/A-β-CD) with snap-structure were designed to achieve curcumin immobilization, using gallic acid-grafted chitosan (CS-GA) and aldehyde-β-cyclodextrin (A-β-CD) crosslinked. A-β-CD were able to achieve rapid dissolution (≥222.35 mg/mL H

Abstract Microsatellites density landscapes of all 24 chromosomes were built here for the first complete reference sequence of human genome T2T-CHM13. These landscapes showed that short tandem repeats (STRs) are prone to aggregate characteristically to form a large number of STRs density peaks. We classified 8,823 high microsatellites density peaks (HMDPs), 35,257 middle microsatellites density peaks (MMDPs) and 199, 649 low microsatellites density peaks (LMDPs) on the 24 chromosomes; and also classified the motif types of every microsatellites density peak. And 514 genomic regions were characterized by microsatellite density feature in the full T2T-CHM13 genome. The landscape maps revealed that the local microsatellites density varies enormously and rhythmically along the every chromosome of T2T-CHM13.

Simple sequence repeats (SSRs) are found ubiquitously in almost all genome, and their formation mechanism is ambiguous yet. Here, the SSRs were analyzed in 55 randomly selected segments of genomes from a fairly wide range of species, with introducing more open standard for extensively mining repeats. A high percentage of repeats were discovered in these segments, which is inconsistent with the current theory suggested that repeats tend to disappear over long-term evolution. Therefore, a mechanism is most probably responsible for continually producing repeats during replication to balance continuous repeat disappearance, which may makes the replicating process relatively semi-conservative. To improve the current straight-line slippage model, we proposed a folded slippage model involving the geometric space of nucleotides and hydrogen bond stability to explain the high-percent SSR occurrence, which can describe SSR expansion and contraction more reasonably. And analysis of external forces in the folding template strands suggested that the microsatellites tend to expand than contract. Our research may provide implements for contributions of microsatellites to genome evolution and complement semi-conservative replication.

Hard-soft polydienes copolymers were synthesized by one-pot sequential polymerization with neodymium-based catalyst. trans-1,4 polybutadiene (TPB) was firstly obtained by the coordinative chain transfer polymerization (CCTP) of 1,3-butadiene (BD) with Nd(Oi-Pr)3/Mg(n-Bu)2 catalyst. Diblock copolymers with crystallizable TPB segment and soft cis-1,4 specific polydienes were achieved by sequential addition of BD/isoprene (IP) and MMAO to the polymerzaition system. The length of each block and microstructure of the copolymer are controllable by adjusting monomer feed ratio. The copolymer exhibits both glass transition temperature (Tg) originating from the soft blocks and melting point (Tm) originating from hard blocks of TPB, respectively. Moreover, the incorporation of TPB segment to the cis-1,4-PB could improved the mechanical properties of cis-1,4-PB and the cold-flow phenomenon was relieved.