Mannoproteins have traditionally been recognized as effective wine organoleptic modulators, however, ambiguous understanding of the relationship between their organoleptic functions and physiochemical characteristics often lead to inappropriate application in winemaking. To reveal the possible role the physiochemical characteristics of mannoproteins play in modulating wine color and aroma properties, three water-soluble mannoproteins (MP1, MP2, MP3) with different physiochemical characteristics have been prepared, and accelerated red wine aging, malvidin pigments formation experiments, accelerated aroma release experiments have been designed to observe their organoleptic modulating functions in this research. Results suggest that the phenolic/chromatic stability of red wines could be enhanced by MP3, probably due to its low steric hindrance potential, high reactivity, and good hydro-alcoholic stability conferred by its high Mannan/Glucan ratio (8.68), abundant hydrophobic/hydrophilic amino acids (65.29 % of total protein), and low/medium molecular weight level (30.71-57.77 kDa), respectively, which protected the phenolic compounds and promoted the formation of pyranoanthocyanins. Mannoproteins could modulate the volatility of aroma compounds by expelling or retention effects, which depended on the duration of mannoprotein application (the expelling effect was firstly observed possibly because of the significant adsorption of free H

Rice paddy has been the main source of anthropogenic methane (CH

Like many countries, China’s airports faced severe operational challenges after the COVID-19 outbreak. However, this predicament has been better mitigated by the Chinese government’s strong support for the aviation industry. However, whether this supportive policy can ensure the sustainable development of the industry needs to be further evaluated. In order to better understand the role of government promotional policies, this paper attempts to explore the driving mechanisms behind the sustainable development performance of Chinese airports. Using the bootstrap Data Envelopment Analysis (DEA) methodology, this study evaluates the operational efficiency of 43 major airports over the period from 2015 to 2022. The efficiency scores are compared with the regional distributions of supply and demand factors, as well as the different sizes based on their annual passenger throughput. The overall operational efficiency showed a fluctuating trend of an initial increase followed by a decline due to COVID-19, with significant regional disparities in airport efficiency. Regional differences are evident, with the eastern region having the highest efficiency value of 0.719, while the central region has the lowest efficiency of 0.594. The findings show that airports in the eastern region perform the best due to the proactive market support with rapidly increasing logistics demand, while airports in the west and northeast regions supported by the strong promotional policies follow closely in terms of operational efficiency. In contrast, airports in the central region are much less efficient due to the lack of market or policy support. To analyze more precisely this conflict on the governance, further analyses show that airport size also has a significant impact on the operational efficiency. Larger airports are typically more efficient, while smaller airports are less efficient, implying the market demand is slightly better to promote the airport operational efficiency than the promotional policies. These findings help us to gain a deeper understanding of the mechanism in the sustainable governance behind the operational efficiency of airports and suggest that more market-oriented appropriate policy direction is required to enhance the competitiveness of the aviation industry. These findings offer valuable insights for policymakers and stakeholders of the developing countries as well, underlining the necessity not for supply-driven policies, but for the demand–pull efforts to optimize resource allocation and adapt to evolving market dynamics.

Rain barrels/cisterns are a type of green infrastructure (GI) practice that can help restore urban hydrology. Roof runoff captured and stored by rain barrels/cisterns can serve as a valuable resource for landscape irrigation, which would reduce municipal water usage and decrease runoff that other stormwater infrastructures need to treat. The expected benefits of rainwater harvesting and reuse with rain barrels/cisterns are comprehensive but neither systematically investigated nor well documented. A comprehensive tool is needed to help stakeholders develop efficient strategies to harvest rainwater for landscape irrigation with rain barrels/cisterns. This study further improved the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) in simulating urban drainage networks by coupling the Storm Water Management Model (SWMM)'s closed pipe drainage network (CPDN) simulation methods with the SWAT model that was previously improved for simulating the impacts of rainwater harvesting for landscape irrigation with rain barrels/cisterns. The newly improved SWAT or SWAT-CPDN was applied to simulate the urban hydrology of the Brentwood watershed (Austin, TX) and evaluate the long-term effects of rainwater harvesting for landscape irrigation with rain barrels/cisterns at the field and watershed scales. The results indicated that the SWAT-CPDN could improve the prediction accuracy of urban hydrology with good performance in simulating discharges (15 min, daily, and monthly), evapotranspiration (monthly), and leaf area index (monthly). The impacts of different scenarios of rainwater harvesting and reuse strategies (rain barrel/cistern sizes, percentages of suitable areas with rain barrels/cisterns implemented, auto landscape irrigation rates, and landscape irrigation starting times) on each indicator (runoff depth, discharge volume, peak runoff, peak discharge, combined sewer overflow-CSO, freshwater demand, and plant growth) at the field or watershed scale varied, providing insights for the long-term multi-functional impacts (stormwater management and rainwater harvesting/reuse) of rainwater harvesting for landscape irrigation with rain barrels/cisterns. The varied rankings of scenarios found for achieving each goal at the field or watershed scale indicated that tradeoffs in rainwater harvesting and reuse strategies exist for various goals, and the strategies should be evaluated individually for different goals to optimize the strategies. Efficient rainwater harvesting and reuse strategies at the field or watershed scale can be created by stakeholders with the assist of the SWAT-CPDN to reduce runoff depth, discharge volume, peak runoff, peak discharge, CSO, and freshwater demand, as well as improve plant growth.

The packaging of genetic material within a protein shell, called the capsid, marks a pivotal step in the life cycle of numerous single-stranded RNA viruses. Understanding how hundreds, or even thousands, of proteins assemble around the genome to form highly symmetrical structures remains an unresolved puzzle. In this paper, we design novel subunits and develop a model that enables us to explore the assembly pathways and genome packaging mechanism of icosahedral viruses, which were previously inaccessible. Using molecular dynamics (MD) simulations, we observe capsid fragments, varying in protein number and morphology, assembling at different locations along the genome. Initially, these fragments create a disordered structure that later merges to form a perfect symmetric capsid. The model demonstrates remarkable strength in addressing numerous unresolved issues surrounding virus assembly. For instance, it enables us to explore the advantages of RNA packaging by capsid proteins over linear polymers. Our MD simulations are in excellent agreement with our experimental findings from small-angle X-ray scattering and cryo-transmission electron microscopy, carefully analyzing the assembly products of viral capsid proteins around RNAs with distinct topologies.

Abstract Bacterial microcompartments compartmentalize the enzymes that aid chemical and energy production in many bacterial species. These protein organelles are found in various bacterial phyla and are postulated to help many of these organisms survive in hostile environments such as the gut of their hosts. Metabolic engineers are interested in repurposing these organelles for non-native functions. Here, we use computational, theoretical and experimental approaches to determine mechanisms that effectively control microcompartment self-assembly. As a model system, we find via multiscale modeling and mutagenesis studies, the interactions responsible for the binding of hexamer-forming proteins propanediol utilization bacterial microcompartments from Salmonella and establish conditions that form various morphologies. We determine how the changes in the microcompartment hexamer protein preferred angles and interaction strengths can modify the assembled morphologies including the naturally occurring polyhedral microcompartment shape, as well as other extended shapes or quasi-closed shapes. We demonstrate experimentally that such altered strengths and angles are achieved via amino acid mutations. A thermodynamic model that agrees with the coarse-grained simulations provides guidelines to design microcompartments. These findings yield insight in controlled protein assembly and provide principles for assembling microcompartments for biochemical or energy applications as nanoreactors.

The Belt and Road Initiative (BRI) proposed by China in in 2013 prioritizes environmental sustainability and regional economic development from a global perspective. Although the BRI has achieved considerable economic progress in many cities and regions, research on its environmental impacts is still insufficient, with limited attention paid to domestic urban areas in particular. Existing studies have focused primarily on carbon emissions, ignoring the broader environmental impacts of industrial emissions, such as those from smart transportation. To address this gap, this study adopts four major pollutant emissions—carbon dioxide (CO2), industrial particulate matter, industrial sulfur dioxide (SO2), and industrial wastewater emissions—as indicators to assess pollution levels in urban environments. Adopting panel data from 281 Chinese cities from 2003 to 2021, this study employs the difference-in-differences (DID) method to estimate the effect of the BRI on urban environmental pollution. This study is based on the following hypotheses: Hypothesis 1. BRI implementation has reduced urban pollution emissions. Hypothesis 2. Advancements in science and technology will drive the implementation of the BRI. Hypothesis 3. A proactive government response can significantly reduce urban environmental pollution. The main findings of this study are as follows. First, BRI implementation significantly reduces urban environmental pollution by 1.05%. Second, the policy effects of the BRI are more pronounced in the eastern and western regions and in larger cities, implying that geopolitical- and market-oriented strategies are important for regional performance. Third, scientific and technological progress positively affects pollution reduction in urban environments. Fourth, the BRI contributes to strengthening government intervention, which subsequently improves sustainable governance, reduces urban environmental pollution, and promotes regional economic cooperation. Our findings will serve as a crucial reference for future policymaking endeavors toward eco-friendly logistics cooperation in the region.

The Swedish Paradox is a well-known phenomenon related to high research and development (R&D) investment with supposedly low aggregate economic performance owing to economic saturation. The Korean economy has not yet become an advanced economy; however, its R&D performance is negligible. Recently, also the R&D share of the GNP has become much higher, and its contribution to the economic growth rate is rapidly decreasing, implying a negative relationship between R&D activities and economic performance. This study uses slacks-based data envelopment analysis to investigate investment performance at the local government level in Korea. Our findings reveal that the average score for R&D investment performance in Korea is 64%, indicating huge potential for an efficiency enhancement of 36%. Notably, among the 16 local governments examined, Seoul and its surrounding metropolitan areas showed the lowest R&D efficiency, while Gangwon and Gwangju exhibited superior performance. Since these two regions have promoted specific missions, such as the medical hub in Gangwon and the optical fiber strategic platform in Gwangju, precise and accurate differentiation appears necessary to avoid a lack of governance. To determine the workable mechanism of R&D support policies, we further divided R&D productivity into three categories by incorporating the Malmquist Index (MI). The paper productivity of R&D shows an increasing trend over the experimental period from 2016 to 2021. However, overall, the MI shows slightly deteriorating productivity with 0.978, owing to the aggravating effect of patents and commercialization of R&D. The success in the paper comes from the harmonized partnership between the strong push factor of the government and voluntary pull factor of the R&D support receiving universities. Thus, we suggest that the Korean government should not depend on the superficial effectiveness of R&D in the term but on public–private partnerships with stronger performance-oriented responsibility.

Some lactic acid bacteria (LAB) produce antibacterial substances such as bacteriocins, making them promising candidates for food preservation. In our study, Lactiplantibacillus pentosus PCZ4—a strain with broad-spectrum antibacterial activity—was isolated from traditional fermented kimchi in Sichuan. Whole-genome sequencing of PCZ4 revealed one chromosome and three plasmids. Through BAGEL4 mining, classes IIa and IIb bacteriocin plantaricin S were identified. Additionally, two new antibacterial peptides, Bac1109 and Bac2485, were predicted from scratch by limiting open reading frames. Furthermore, during refrigerated storage of snakehead fish, PCZ4 crude extract reduced the total bacterial count, slowed the increase in TVB-N and pH values, improved the sensory quality of the snakehead, and extended its shelf life by 2 days. Meanwhile, PCZ4 effectively inhibited the growth of artificially contaminated Aeromonas hydrophila in snakehead fish. These findings indicate that Lp. pentosus PCZ4 can produce multiple antibacterial substances with strong potential for food preservation applications.