Cấu trúc tinh thể là gì? Các công bố khoa học về Cấu trúc tinh thể

MolProbity là một dịch vụ web xác thực cấu trúc cung cấp đánh giá chất lượng mô hình dựa trên nhiều tiêu chí chắc chắn ở cả cấp độ toàn cục và cục bộ cho cả protein và axit nucleic. Nó phụ thuộc nhiều vào sức mạnh và độ nhạy được cung cấp bởi việc đặt hydro tối ưu và phân tích tiếp xúc toàn nguyên tử, bổ sung bởi các phiên bản cập nhật của hình học cộng hóa trị và tiêu chí góc xoay. Một số sửa chữa cục bộ có thể được thực hiện tự động trong MolProbity và tất cả các chẩn đoán đều được trình bày dưới dạng biểu đồ và đồ họa giúp hướng dẫn việc xây dựng lại thủ công. Kỹ thuật tinh thể X-quang cung cấp một lượng lớn dữ liệu phân tử quan trọng sinh học dưới dạng cấu trúc ba chiều nguyên tử của protein, axit nucleic và các phức hợp ngày càng lớn ở nhiều hình thức và trạng thái khác nhau. Những tiến bộ trong tự động hóa, từ tinh thể hóa đến thu thập dữ liệu, từ phân pha đến xây dựng mô hình và tinh chỉnh, đã làm cho việc giải cấu trúc bằng cách sử dụng tinh thể học trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, mặc dù có những cải tiến này, các lỗi cục bộ có thể ảnh hưởng đến việc giải thích sinh học vẫn phổ biến ở độ phân giải thấp và thậm chí các cấu trúc độ phân giải cao hầu như đều chứa ít nhất một vài lỗi cục bộ như các điểm ngoại lệ Ramachandran, các chuỗi bên protein nhánh bị đảo ngược và các cấu trúc đường không chính xác. Việc có những phương pháp dễ dàng và đáng tin cậy để chẩn đoán và sửa chữa các loại lỗi này trong cấu trúc là rất quan trọng cho cả nhà tinh thể học và người sử dụng cuối. MolProbity là sự đóng góp của các tác giả nhằm giúp giải quyết vấn đề này, và bài báo này đánh giá khả năng chung của nó, báo cáo về các cải tiến và cách sử dụng gần đây, và đưa ra bằng chứng rằng các cải tiến thu được hiện đang ảnh hưởng tích cực đến cơ sở dữ liệu toàn cầu.

Kết quả của việc xác định cấu trúc tinh thể đơn khi ở định dạng CIF hiện đã có thể được xác thực một cách tự động. Theo cách này, nhiều lỗi trong các tài liệu được công bố có thể được tránh. Phần mềm xác thực sinh ra một bộ ALERTS nêu chi tiết các vấn đề cần được thực hiện bởi nhà thực nghiệm, tác giả, người phản biện và tạp chí xuất bản. Việc xác thực đã được tiên phong bởi tạp chí IUCrActa Crystallographica Section Cvà hiện đang là quy trình tiêu chuẩn cho các cấu trúc được gửi để công bố trong tất cả các tạp chí IUCr. Việc thực hiện quy trình xác thực bởi các tạp chí khác đang được tiến hành. Bài báo này mô tả các khái niệm về xác thực và các loại kiểm tra được thực hiện bởi chương trìnhPLATONnhư một phần của tiện ích IUCrcheckCIF.PLATONxác thực có thể được thực hiện ở bất kỳ giai đoạn nào của việc tinh chỉnh cấu trúc, độc lập với gói xác định cấu trúc được sử dụng, và được khuyến nghị sử dụng như một công cụ định kỳ trong hoặc ít nhất là vào cuối mỗi sự xác định cấu trúc. Hai ví dụ được thảo luận nơi các quy trình xác thực phù hợp có thể đã tránh được sự công bố những cấu trúc không chính xác đã có những hậu quả nghiêm trọng cho hóa học liên quan.

Nghiên cứu này tập trung vào tình trạng kiệt sức và mặt trái tích cực của nó - mức độ tham gia. Một mô hình được kiểm tra, trong đó tình trạng kiệt sức và mức độ tham gia có những yếu tố dự đoán khác nhau và những hậu quả có thể khác nhau. Mô hình phương trình cấu trúc được sử dụng để phân tích dữ liệu đồng thời từ bốn mẫu nghề nghiệp độc lập (tổng cộng N = 1698). Kết quả xác nhận mô hình giả thuyết cho thấy rằng: (1) tình trạng kiệt sức và mức độ tham gia có mối quan hệ nghịch đảo, chia sẻ từ 10% đến 25% phương sai của chúng; (2) tình trạng kiệt sức chủ yếu được dự đoán bởi nhu cầu công việc nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi sự thiếu hụt tài nguyên công việc, trong khi mức độ tham gia chỉ được dự đoán bởi tài nguyên công việc có sẵn; (3) tình trạng kiệt sức liên quan đến các vấn đề sức khỏe cũng như ý định nghỉ việc, trong khi mức độ tham gia chỉ liên quan đến vấn đề thứ hai; (4) tình trạng kiệt sức trung gian trong mối quan hệ giữa nhu cầu công việc và các vấn đề sức khỏe, trong khi mức độ tham gia trung gian trong mối quan hệ giữa tài nguyên công việc và ý định nghỉ việc. Việc tình trạng kiệt sức và mức độ tham gia thể hiện những mẫu hình nguyên nhân và hậu quả khác nhau ngụ ý rằng các chiến lược can thiệp khác nhau nên được sử dụng khi cần giảm tình trạng kiệt sức hoặc nâng cao mức độ tham gia. Bản quyền © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.

Phỏng vấn Thần kinh Tâm thần Quốc tế Mini (MINI) là một phỏng vấn chẩn đoán có cấu trúc ngắn gọn (DSI) được phát triển tại Pháp và Hoa Kỳ nhằm khám phá 17 rối loạn theo tiêu chí chẩn đoán của Sổ tay Chẩn đoán và Thống kê Các rối loạn Tâm thần (DSM)-III-R. Nó được cấu trúc hoàn toàn để cho phép các người phỏng vấn không chuyên thực hiện. Để giữ cho phỏng vấn ngắn gọn, MINI tập trung vào sự tồn tại của các rối loạn hiện tại. Đối với mỗi rối loạn, một hoặc hai câu hỏi sàng lọc loại bỏ chẩn đoán khi được trả lời một cách tiêu cực. Các câu hỏi về mức độ nghiêm trọng, tàn tật hoặc triệu chứng giải thích bằng y tế không được khám phá triệu chứng từng cái một. Hai tài liệu chung trình bày độ tin cậy giữa các người phỏng vấn và độ chính xác lại của MINI so với Phỏng vấn Chẩn đoán Quốc tế Tổng hợp (CIDI) (bài báo này) và Phỏng vấn Lâm sàng Có cấu trúc cho bệnh nhân DSM-III-R (SCID) (tài liệu chung). Ba trăm bốn mươi sáu bệnh nhân (296 tâm thần và 50 không tâm thần) đã được phỏng vấn bằng MINI và CIDI ‘tiêu chuẩn vàng’. Bốn mươi hai người được phỏng vấn bởi hai nhà điều tra và 42 người được phỏng vấn ngay sau đó trong vòng hai ngày. Các người phỏng vấn đã được đào tạo để sử dụng cả hai công cụ này. Thời gian trung bình của cuộc phỏng vấn là 21 phút với MINI và 92 phút cho các phần tương ứng của CIDI. Hệ số kappa, độ nhạy và độ đặc hiệu đều tốt hoặc rất tốt cho tất cả chẩn đoán ngoại trừ rối loạn lo âu tổng quát (GAD) (kappa = 0.36), lo âu không gian (độ nhạy = 0.59) và chứng ăn uống bulimia (kappa = 0.53). Độ tin cậy giữa các người chấm và độ chính xác lại đều tốt. Những lý do chính cho sự không đồng nhất đã được xác định. MINI đã cung cấp các chẩn đoán DSM-III-R đáng tin cậy trong một khoảng thời gian ngắn, và nghiên cứu cho phép cải tiến trong việc định hình cho GAD và lo âu không gian trong phiên bản DSM-IV hiện tại của MINI.

Các ứng dụng mới như xe điện hỗn hợp và dự phòng nguồn điện yêu cầu pin có thể sạc lại kết hợp mật độ năng lượng cao với khả năng sạc và xả nhanh. Sử dụng mô hình tính toán từ đầu, chúng tôi xác định các chiến lược hữu ích để thiết kế các điện cực pin có tốc độ cao hơn và đã kiểm định chúng trên lithium niken mangan oxide [Li(Ni _0.5 Mn _0.5 )O ₂ ], một vật liệu an toàn, giá rẻ nhưng được cho là có khả năng tốc độ kém. Bằng cách thay đổi cấu trúc tinh thể của nó, chúng tôi đã đạt được khả năng tốc độ cao đáng kinh ngạc, đáng kể hơn rất nhiều so với lithium coban oxide (LiCoO ₂ ), vật liệu điện cực pin được lựa chọn hiện nay.

Các khoáng vật oxit mangan đã được sử dụng trong hàng nghìn năm—bởi người xưa để chế tạo thuốc nhuộm và làm trong suốt kính, và ngày nay là quặng mangan, xúc tác, và vật liệu cho pin. Hơn 30 khoáng vật oxit mangan xuất hiện trong nhiều bối cảnh địa chất khác nhau. Chúng là thành phần chính của các hạt mangan trải rộng trên diện tích lớn của đáy đại dương và đáy nhiều hồ nước ngọt. Các khoáng vật oxit mangan có mặt khắp nơi trong đất và trầm tích và tham gia vào nhiều phản ứng hóa học ảnh hưởng đến nước ngầm và thành phần đất. Sự xuất hiện điển hình của chúng dưới dạng hỗn hợp hạt mịn khiến việc nghiên cứu cấu trúc nguyên tử và hóa học tinh thể của chúng trở nên khó khăn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nghiên cứu sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua và các phương pháp nhiễu xạ tia X bột và neutron đã cung cấp những hiểu biết mới quan trọng về cấu trúc và tính chất của những vật liệu này. Cấu trúc tinh thể của todorokite và birnessite, hai trong số các khoáng vật oxit mangan phổ biến hơn trong các mỏ trên đất liền và hạt đại dương, đã được xác định bằng dữ liệu nhiễu xạ tia X bột và phương pháp tinh chỉnh Rietveld. Do các đường hầm lớn trong todorokite và các cấu trúc liên quan, có nhiều sự quan tâm trong việc sử dụng những vật liệu này và các đồng thúc đẩy tổng hợp như là xúc tác và tác nhân trao đổi cation. Các khoáng vật thuộc nhóm birnessite có cấu trúc lớp và dễ dàng trải qua các phản ứng oxy hóa khử và phản ứng trao đổi cation, đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hóa học nước ngầm.

Klebsiella pneumoniae đang nhanh chóng trở nên không thể điều trị bằng cách sử dụng các loại kháng sinh hàng đầu. Điều này đặc biệt gây phiền toái trong các bệnh viện, nơi nó gây ra một loạt các nhiễm khuẩn cấp tính. Để tiếp cận việc kiểm soát vi khuẩn này, đầu tiên chúng ta cần xác định đó là gì và nó biến đổi di truyền như thế nào. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định các chuỗi DNA của các mẫu K. pneumoniae trên toàn thế giới và trình bày một phân tích chi tiết về các dữ liệu này. Chúng tôi cho thấy có một phổ rộng về sự đa dạng, bao gồm sự biến đổi trong các chuỗi được chia sẻ và sự thu được và mất đi của toàn bộ gen. Sử dụng bản thiết kế chi tiết này, chúng tôi cho thấy có sự kết hợp chưa được công nhận giữa sự sở hữu các hồ sơ gen cụ thể liên quan đến độc lực và kháng thuốc kháng sinh và các kết cục bệnh khác nhau được thấy ở K. pneumoniae.

Cấu trúc tinh thể của phức hợp hình thành bởi estradiol và miền gắn kết ligand của thụ thể estrogen-α người (hERαLBD) với độ phân giải 2,8-Å được mô tả và so sánh với cấu trúc mới công bố gần đây của phức hợp progesterone với miền gắn kết ligand của thụ thể progesterone người, cũng như với các cấu trúc tương tự của miền gắn kết ligand thụ thể nhân/steroid được giải quyết ở những nơi khác. Miền hERαLBD khi liên kết hormone hình thành ra một giao diện dimer khác biệt và có thể quan trọng hơn về mặt sinh lý so với phần tương ứng của progesterone. So sánh các yếu tố quyết định độ đặc hiệu của việc gắn kết hormone cho thấy một chủ đề cấu trúc chung của các tương tác hỗ trợ lẫn nhau của van der Waals và liên kết hydro liên quan đến các dư lượng bảo tồn cao. Cơ chế đề xuất trước đây mà thụ thể estrogen phân biệt nhóm 3-hydroxy độc đáo của estradiol từ chức năng 3-keto của hầu hết các steroid khác nay được mô tả chi tiết theo từng nguyên tử. Kết quả bản đồ từ các nghiên cứu đột biến cho thấy bề mặt gắn kết của đồng hoạt hóa bao gồm vùng xung quanh “trình tự chữ ký” cũng như helix 12, nơi mà cấu hình phụ thuộc ligand của lõi chức năng kích hoạt 2 là tương tự ở tất cả các miền gắn kết ligand thụ thể nhân/steroid đã được giải khác trước đây. Sự kiện đóng gói tinh thể đặc biệt đã làm dịch chuyển helix 12 trong miền hERαLBD được báo cáo ở đây, gợi ý mức độ biến động động cao hơn mong đợi cho cấu trúc phụ quan trọng này.

Phản ứng oxi hóa điện hóa của các hợp chất dị vòng thơm thiophen, pyrrole và indole cũng như các hydrocarbon đa vòng benzen và không benzen như azulene, fluorene và pyrene tạo ra các polyme dẫn điện với độ dẫn điện từ 10⁻⁵ đến 10 S/cm. Sự hiện diện của các substituents ảnh hưởng đến độ dẫn điện của các màng này cũng như các tính chất điện hoạt của chúng. Hơn nữa, các substituents xác định liệu việc điện trùng hợp của các hợp chất này có thể xảy ra hay không, hoặc liệu các sản phẩm hòa tan được hình thành. Tính quan trọng tương đối của các con đường này phụ thuộc vào độ bền của cation gốc trung gian. Những tác động này được nghiên cứu thông qua các tính toán orbital phân tử INDO.

Các bột ZrO₂ cỡ nano với cấu trúc gần như tinh khiết gồm ba dạng đơn, tứ diện và lập phương được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau đã được sử dụng làm xúc tác cho sự phân hủy quang xúc tác của methyl orange. Tính chất cấu trúc và bề mặt của các mẫu đã được phân tích bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ Raman, TEM, UV-vis, phổ điện tử tia X (XPS), và đo lường hấp thụ N₂. Hiệu suất của các hạt ZrO₂ tổng hợp trong sự phân hủy quang xúc tác methyl orange dưới ánh sáng UV đã được đánh giá. Hoạt tính quang xúc tác của mẫu ZrO₂ dạng đơn tinh khiết cao hơn so với mẫu ZrO₂ dạng tứ diện và lập phương dưới các điều kiện tối ưu giống nhau. Kết quả đặc trưng chỉ ra rằng các hạt ZrO₂ dạng đơn có độ tinh thể cao và có các mao quản với đường kính 100 Å. Hoạt tính cao hơn của mẫu ZrO₂ dạng đơn trong việc phân hủy quang xúc tác methyl orange có thể được quy cho sự kết hợp của các yếu tố bao gồm sự hiện diện của một lượng nhỏ pha zirconi oxit thiếu oxy, độ tinh thể cao, các lỗ lớn và mật độ cao của các nhóm hydroxyl trên bề mặt.