CDK5-dependent BAG3 degradation modulates synaptic protein turnover

阿尔茨海默病（AD）是严重威胁人类健康的重大神经系统疾病，AD的发生发展与衰老密切相关，目前临床治疗方法十分有限。因此迫切需要从AD致病早期入手，发现和鉴定导致AD神经功能紊乱的机制和靶点，为AD的早期防治提供基础。张杰教授及其团队从高通量磷酸化蛋白质组学入手，系统研究了CDK5在神经细胞中的磷酸化底物，鉴定出了在蛋白质量控制中发挥重要功能的BAG3蛋白是CDK5的全新底物。课题组从磷酸化蛋白质组学入手，发现和阐明了细胞周期蛋白激酶5（CDK5）通过调控BAG3在维持突触蛋白水平调控中的作用机制，及其在阿尔茨海默病（AD）发生发展中的机理。 该研究是多个团队历时8年合作完成的，香港中文大学的周熙文教授、美国匹兹堡大学的Karl Herrup教授、美国Sanford-Burnham研究所的许华曦教授、美国梅奥医学中心的卜国军教授，厦门大学医学院的文磊教授、张云武教授、赵颖俊教授、薛茂强教授，军事医学科学院的袁增强教授等都参与了该工作。 厦门大学医学院2012级博士生周杰超等为文章的第一作者，张杰教授为通讯作者。Background Synaptic protein dyshomeostasis and functional loss is an early invariant feature of Alzheimer’s disease (AD), yet the unifying etiological pathway remains largely unknown. Knowing that cyclin-dependent kinase 5 (CDK5) plays critical roles in synaptic formation and degeneration, its phosphorylation targets were re-examined in search for candidates with direct global impacts on synaptic protein dynamics, and the associated regulatory network was also analyzed. Methods Quantitative phospho-proteomics and bioinformatics analyses were performed to identify top-ranked candidates. A series of biochemical assays were used to investigate the associated regulatory signaling networks. Histological, electrochemical and behavioral assays were performed in conditional knockout, shRNA-mediated knockdown and AD-related mice models to evaluate its relevance to synaptic homeostasis and functions. Results Among candidates with known implications in synaptic modulations, BCL2-associated athanogene-3 (BAG3) ranked the highest. CDK5-mediated phosphorylation on Ser297/Ser291 (Mouse/Human) destabilized BAG3. Loss of BAG3 unleashed the selective protein degradative function of the HSP70 machinery. In neurons, this resulted in enhanced degradation of a number of glutamatergic synaptic proteins. Conditional neuronal knockout of Bag3 in vivo led to impairment of learning and memory functions. In human AD and related-mouse models, aberrant CDK5-mediated loss of BAG3 yielded similar effects on synaptic homeostasis. Detrimental effects of BAG3 loss on learning and memory functions were confirmed in these mice, and such were reversed by ectopic BAG3 re-expression. Conclusions Our results highlight that neuronal CDK5-BAG3-HSP70 signaling axis plays a critical role in modulating synaptic homeostasis. Dysregulation of the signaling pathway directly contributes to synaptic dysfunction and AD pathogenesis.This work was supported by the National Science Foundation in China (Grant: 31571055, 81522016, 81271421 to J.Z.; 81801337 to L.L; 81774377 and 81373999 to L.W.); Fundamental Research Funds for the Central Universities of China-Xiamen University (Grant: 20720150062, 20720180049 and 20720160075 to J.Z.); Fundamental Research Funds for Fujian Province University Leading Talents (Grant JAT170003 to L.L); Hong Kong Research Grants Council (HKUST12/CRF/13G, GRF660813, GRF16101315, AoE/M-05/12 to K.H.; GRF16103317, GRF16100718 and GRF16100219 to H.-M,C.); Offices of Provost, VPRG and Dean of Science, HKUST (VPRGO12SC02 to K.H.); Chinese University of Hong Kong (CUHK) Improvement on Competitiveness in Hiring New Faculty Funding Scheme (Ref. 133), CUHK Faculty Startup Fund and Alzheimer’s Association Research Fellowship (AARF-17-531566) to H.-M, C. 该研究受到了国家自然科学基金、厦门大学校长基金、福建省卫生教育联合攻关基金等的资助

基于节点调度策略的能量有效覆盖算法

对监测区域进行有效地覆盖以及最大限度延长网络生存周期是无线传感器网络研究的重点课题之一。为此,提出了一种基于节点调度策略的能量有效覆盖算法,该算法通过泊松分布模型构造节点概率密度公式,依照节点密度公式对所关注的目标进行有效覆盖;另一方面,通过节点自身状态调度机制更新以及对邻居节点进行匹配调度的动态转换,使得传感器节点剩余能量与节点消耗能量趋于平衡,从而达到延长网络生存周期。仿真实验结果表明,该算法可实现对监测区域的有效覆盖,同时优化了网络资源的配置,延长了网络生存周期

三维有序大孔Fe2O3为载氧体的生物质热解气化实验研究

采用无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯（PS）微球，并以硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂制备前驱体溶液，通过浸渍和焙烧得到三维有序大孔（3DOM）Fe203，并通过SEM、XRD、BET和压汞仪对3DOMFe20，进行表征。采用热重．质谱联用的方法，以3DOMFe2O3为载氧体，对生物质在氦气气氛下的热解气化进行研究，探讨3DOMFe：O。载氧体在生物质热解气化过程中代替纯氧、富氧空气或水蒸气作为生物质气化剂的可能性，并与普通分析纯Fe203与生物质热解气化的实验结果进行对比，分析3DOMFe2O3在提高载氧体反应活性方面的作用。结果表明，制备的3DOMFe2O3呈现排列规整的三维有序多孔形貌，层与层间通过三维孔道相连，并呈交替排列。通过与分析纯Fe2O3的XRD谱图对比，发现制得的3DOMFe2O3为纯Fe203，无其他杂质相的存在。热重一质谱分析结果表明，Fe203作为载氧体在高温段促成了生物质气化反应的发生。与分析纯的Fe：0，作对比，当载氧体为三维有序大孔结构时，生物质的最大失重率提高了7．1％，气化阶段的最大失重速率提高了0．29％／min，CO、C02、CH4在高温段出现两个连续的析出峰

甲烷化学链重整制备合成气技术中的钙钛矿型载氧体制备及动力学特性

采用燃烧法、微乳液法、共沉淀法和溶胶．凝胶法4种方法制备钙钛矿型氧化物LaFeO3作为载氧体用于甲烷化学链重整制备合成气过程，利用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、H2程序升温还原（H2-TPR）、比表面积分析（BET）等技术对载氧体进行表征，在同定床反应装置上考察4种方法制备的LaFeO3与甲烷的反应性能，寻求适用于甲烷化学链重整过程载氧体的最佳制备方法，然后通过H2-TPR的多速率升温过程探讨LaFeO3的还原动力学。结果表明，4种方法制备得到的载氧体均形成钙钛矿结构，溶胶-凝胶法和燃烧法制备的LaFeO3纯度和结晶度均更好，无杂相生成；从CH4转化率、n（H2）／n（CO）、CO和H2选择性等方面综合考虑，燃烧法制备得到的载氧体反应性能最好，用于甲烷化学链重整制备合成气的生成效果最好。H2-TPR的动力学计算表明，LaFeO3载氧体的低温吸附氧还原活化能为97．001kJ／mol，高温品格氧还原活化能为30．388kJ／mol

酸性催化剂的酸性表征研究进展

酸催化在化学工业过程中有广泛的研究与应用,其反应活性与酸性紧密相关.催化剂的酸强度、酸量、催化剂类型均为催化反应的重要影响因素.本工作综述了酸类型、酸量、酸强度常用的表征方法,并就各自优缺点作了简单阐述,着重综述了三类表征方法在催化剂酸类别、结构及应用方面的研究进展,对于帮助充分认识酸催化的机理、选择合适的催化剂具有十分重要的指导意义

三维有序大孔 Fe_2O_3为载氧体的生物质热解气化实验研究

采用无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯（PS）微球，并以硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂制备前驱体溶液，通过浸渍和焙烧得到三维有序大孔（3DOM）Fe203，并通过SEM、XRD、BET和压汞仪对3DOMFe20，进行表征。采用热重．质谱联用的方法，以3DOMFe2O3为载氧体，对生物质在氦气气氛下的热解气化进行研究，探讨3DOMFe：O。载氧体在生物质热解气化过程中代替纯氧、富氧空气或水蒸气作为生物质气化剂的可能性，并与普通分析纯Fe203与生物质热解气化的实验结果进行对比，分析3DOMFe2O3在提高载氧体反应活性方面的作用。结果表明，制备的3DOMFe2O3呈现排列规整的三维有序多孔形貌，层与层间通过三维孔道相连，并呈交替排列。通过与分析纯Fe2O3的XRD谱图对比，发现制得的3DOMFe2O3为纯Fe203，无其他杂质相的存在。热重一质谱分析结果表明，Fe203作为载氧体在高温段促成了生物质气化反应的发生。与分析纯的Fe：0，作对比，当载氧体为三维有序大孔结构时，生物质的最大失重率提高了7．1％，气化阶段的最大失重速率提高了0．29％／min，CO、C02、CH4在高温段出现两个连续的析出峰

酸性催化剂的酸性表征研究进展

酸催化在化学工业过程中有广泛的研究与应用,其反应活性与酸性紧密相关.催化剂的酸强度、酸量、催化剂类型均为催化反应的重要影响因素.本工作综述了酸类型、酸量、酸强度常用的表征方法,并就各自优缺点作了简单阐述,着重综述了三类表征方法在催化剂酸类别、结构及应用方面的研究进展,对于帮助充分认识酸催化的机理、选择合适的催化剂具有十分重要的指导意义.</p

CaO/MgO负载的钙钛矿型氧化物用于甲烷化学链蒸汽重整

Chemical-looping steam methane reforming（ CL-SMR） is a novel method proposed on the base of chemical looping combustion（ CLC） technology.In the CL-SMR scheme,methane is partially oxidized to syngas（ H2/ CO（ molar ratio） = 2.0） by the lattice oxygen in re