Loss of function mutations in Kelch-like ECH Associated Protein 1 (KEAP1), or gain-of-function mutations in nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2), are common in non-small cell lung cancer (NSCLC) and associated with therapeutic resistance. To discover novel NRF2 inhibitors for targeted therapy, we conducted a quantitative high-throughput screen using a diverse set of ∼400 000 small molecules (Molecular Libraries Small Molecule Repository Library, MLSMR) at the National Center for Advancing Translational Sciences. We identified ML385 as a probe molecule that binds to NRF2 and inhibits its downstream target gene expression. Specifically, ML385 binds to Neh1, the Cap 'N' Collar Basic Leucine Zipper (CNC-bZIP) domain of NRF2, and interferes with the binding of the V-Maf Avian Musculoaponeurotic Fibrosarcoma Oncogene Homologue G (MAFG)-NRF2 protein complex to regulatory DNA binding sequences. In clonogenic assays, when used in combination with platinum-based drugs, doxorubicin or taxol, ML385 substantially enhances cytotoxicity in NSCLC cells, as compared to single agents. ML385 shows specificity and selectivity for NSCLC cells with KEAP1 mutation, leading to gain of NRF2 function. In preclinical models of NSCLC with gain of NRF2 function, ML385 in combination with carboplatin showed significant antitumor activity. We demonstrate the discovery and validation of ML385 as a novel and specific NRF2 inhibitor and conclude that targeting NRF2 may represent a promising strategy for the treatment of advanced NSCLC.

Resource shortages, driven by climatic, institutional and social changes in many regions of Asia, combined with growing imperatives to increase food production whilst ensuring environmental sustainability, are driving research into modified agricultural practices. Well-tested cropping systems models that capture interactions between soil water and nutrient dynamics, crop growth, climate and farmer management can assist in the evaluation of such new agricultural practices. One such cropping systems model is the Agricultural Production Systems Simulator (APSIM). We evaluated APSIM's ability to simulate the performance of cropping systems in Asia from several perspectives: crop phenology, production, water use, soil dynamics (water and organic carbon) and crop CO2 response, as well as its ability to simulate cropping sequences without reset of soil variables. The evaluation was conducted over a diverse range of environments (12 countries, numerous soils), crops and management practices throughout the region. APSIM's performance was statistically assessed against assembled replicated experimental datasets. Once properly parameterised, the model performed well in simulating the diversity of cropping systems to which it was applied with RMSEs generally less than observed experimental standard deviations (indicating robust model performance), and with particular strength in simulation of multi-crop sequences. Input parameter estimation challenges were encountered, and although 'work-arounds' were developed and described, in some cases these actually represent model deficiencies which need to be addressed. Desirable future improvements have been identified to better position APSIM as a useful tool for Asian cropping systems research into the future. These include aspects related to harsh environments (high temperatures, diffuse light conditions, salinity, and submergence), conservation agriculture, greenhouse gas emissions, as well as aspects more specific to Southern Asia and low input systems (such as deficiencies in soil micro-nutrients).

C5-glyceryl-methyl-2′-deoxycytidine (5gmC) is a hypermodified DNA nucleoside found in Chlamydomonas reinhardtii. It is a newly discovered eukaryotic DNA modification thought to serve as an epigenetic marker to counteract DNA methylation in regulating photosynthesis. Natural 5gmC is formed by the 5mC-modifying enzyme (CMD1), which transfers a glyceryl moiety from vitamin C to the methyl group, generating two stereoisomeric derivatives. However, the existence of their side-chain epimers and their effects on the C. reinhardtii DNA remain unknown, and the total synthesis of the glyceryl family is unrealized. Our study presents the total synthesis of these nucleosides utilizing allylation-oxidation-amination-dihydroxylation reactions. All four 5gmC stereoisomers, including natural P1 and P2, are synthesized with an overall yield of 0.4% in 9 steps. This allows us to investigate their effects on C. reinhardtii growth and genomic disturbance. This synthesis provides a foundation for further analysis of the biological function of the 5gmC family.

There is an evident requirement for a rapid, efficient, and simple method to screen the authenticity of milk products in the market. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy stands out as a promising solution. This work employed FTIR spectroscopy and modern statistical machine learning algorithms for the identification and quantification of pasteurized milk adulteration. Comparative results demonstrate modern statistical machine learning algorithms will improve the ability of FTIR spectroscopy to predict milk adulteration compared to partial least square (PLS). To discern the types of substances utilized in milk adulteration, a top-performing multiclassification model was established using multi-layer perceptron (MLP) algorithm, delivering an impressive prediction accuracy of 97.4 %. For quantification purposes, bayesian regularized neural networks (BRNN) provided the best results for the determination of both melamine, urea and milk powder adulteration, while extreme gradient boosting (XGB) and projection pursuit regression (PPR) gave better results in predicting sucrose and water adulteration levels, respectively. The regression models provided suitable predictive accuracy with the ratio of performance to deviation (RPD) values higher than 3. The proposed methodology proved to be a cost-effective and fast tool for screening the authenticity of pasteurized milk in the market.

The association between air pollutants and hepatobiliary pancreatic diseases remains inconclusive. This study analyzed up to 247,091 participants of White European ancestry (aged 37 to 73 years at recruitment) from the UK Biobank, a large-scale prospective cohort with open access. An air pollution score was utilized to assess the combined effect of PM

Abstract The major nutrients available to the human colonic microbiota are complex glycans derived from the diet. To degrade this highly variable mix of sugar structures, gut microbes have acquired a huge array of different carbohydrate-active enzymes (CAZymes), predominantly glycoside hydrolases, many of which have specificities that can be exploited for a range of different applications. Plant N-glycans are prevalent on proteins produced by plants and thus components of the diet, but the breakdown of these complex molecules by the gut microbiota has not been explored. Plant N-glycans are also well characterised allergens in pollen and some plant-based foods, and when plants are used in heterologous protein production for medical applications, the N-glycans present can pose a risk to therapeutic function and stability. Here we use a novel genome association approach for enzyme discovery to identify a breakdown pathway for plant complex N-glycans encoded by a gut Bacteroides species and biochemically characterise five CAZymes involved, including structures of the PNGase and GH92 α-mannosidase. These enzymes provide a toolbox for the modification of plant N-glycans for a range of potential applications. Furthermore, the keystone PNGase also has activity against insect-type N-glycans, which we discuss from the perspective of insects as a nutrient source.

The biotechnological production of uridine diphosphate-d-xylose (UDP-d-xylose), the glycosyl donor in enzymatic for d-xylose, is an important precursor for advancing glycoengineering research on biopharmaceuticals such as heparin and glycosaminoglycans. Leveraging a recently discovered UDP-xylose salvage pathway, we have engineered a series of bifunctional chimeric biocatalysts derived from Solitalea canadensis galactokinase/uridyltransferase, facilitating the conversion of d-xylose to UDP-d-xylose. This study elucidates the novel assembly of eight fusion protein constructs, differing in domain orientations and linker peptide lengths, to investigate their functional expression in Escherichia coli, resulting in the synthesis of the first bifunctional enzyme that orchestrates a direct transformation from d-xylose to UDP-d-xylose. Fusion constructs with a NH2-GSGGGSGHM-COOH peptide linker demonstrated the highest expression and catalytic tenacity. For the highest catalytic conversion from d-xylose to UDP-d-xylose, we established an optimum pH of 7.0 and a temperature optimum of 30 °C, with an optimal fusion enzyme concentration of 3.3 mg/mL for large-scale UDP-d-xylose production. Insights into ATP and ADP inhibition further helped to optimize the reaction conditions. Testing various ratios of unfused galactokinase and uridyltransferase biocatalysts for UDP-xylose synthesis from d-xylose revealed that a 1:1 ratio was optimal. The Kcat/Km value for the NH2-GSGGGSGHM-COOH peptide linker showed a 10% improvement compared with the unfused counterparts. The strategic design of these fusion enzymes efficiently routes for the convenient and efficient biocatalytic synthesis of xylosides in biotechnological and pharmaceutical applications.

Photothermal therapy (PTT) is a prospective therapeutic method for breast cancer. However, excess inflammatory response induced by PTT may aggravate tumor metastasis. Meanwhile, the overexpressed heat shock proteins (HSPs) by cancer cells can protect them from hyperthermia during PTT. Therefore, to attenuate the PTT-induced inflammation and inhibit tumor metastasis, a folate receptor-targeted thermo-sensitive liposome (BI-FA-LP) co-loading Berberine (BBR) and Indocyanine green (ICG) was developed. BI-FA-LP utilized enhanced permeability and retention (EPR) effect and FA receptor-mediated endocytosis to selectively accumulate at tumor, reducing off-target toxicity during the treatment. After targeting to the tumor site, BBR and ICG were released from BI-FA-LP upon laser irradiation, and ICG showed good photothermal performance, while BBR inhibited HSP70 and HSP90 expression during PTT, exerting chemo-photothermal synergetic anti-tumor effect. Moreover, BBR could suppress the PTT induced inflammation, thus inhibiting tumor metastasis and ameliorating tissue injury. Thus, this versatile liposome provided a new strategy to enhance PTT and anti-inflammatory effects for breast cancer treatment.