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細菌耐藥作為全球性公共衛生問題，嚴重威脅人類健康和生命安全。革蘭氏陰性多重耐藥菌，如鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞桿菌和肺炎克雷伯氏菌等，幾乎對臨床使用的所有抗生素都產生了耐藥性。細菌外膜（outer membrane）作為革蘭氏陰性菌特有的細胞結構，是其產生抗生素耐藥的關鍵結構基礎，同時也是膜靶向型抗生素的作用靶點。然而，現有生物化學和結構生物學技術難以表征細菌外膜的結構性質及其與藥物分子的相互作用細節，這極大地影響了膜靶向型抗生素藥物研發。

基于細胞膜脂質組學分析技術，作者建立了一系列精確的細菌外膜三維結構模型，構建了細菌外膜與抗生素分子相互作用的計算體系。利用多尺度分子動力學模擬技術，從原子水平上揭示了脂多糖修飾和外膜囊泡介導細菌耐藥的重要機制。同時，結合化學生物學和藥理學等研究方法，對細菌外膜與抗生素的識別、結合和互作動態等方面開展了系統探究。通過定量分析藥物分子跨膜的熱動力學過程，建立了膜靶向型抗生素殺菌活性的智能化預測平臺，大大加快了新一代抗生素藥物的設計和篩選。

蔣緒愷副研究員致力于細胞膜系統與藥物智能設計領域的研究工作，近年來在抗生素耐藥機制（Advanced Science, 2020）、活性機制（Chemical Science, 2021）、毒性機制（Nature Communications, 2022）和新藥設計（Journal of Biological Chemistry, 2020; Journal of Medicinal Chemistry, 2022）等方面取得了一系列突破。蔣緒愷博士在這一領域的深入研究推動了膜靶向型藥物設計從“試錯式篩選”到“智能化設計”的轉變發展。

山東大學高性能計算云平臺為本課題提供了計算資源，國家糖工程技術研究中心肖敏教授和微生物技術國家重點實驗室王祿山教授對本課題的開展提供了重要支持。

本項目得到了國家重點研發計劃、山東大學青年學者未來計劃等項目的資助。

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.2c00657

參考資料：https://www.view.sdu.edu.cn/info/1021/167439.htm