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生化小课 | 极性基团为蛋白质折叠提供氢键和离子对

疏水效应对于稳定构象显然很重要;结构化蛋白质的内部通常是密集的疏水性氨基酸侧链核心。同样重要的是,蛋白质内部的任何极性或带电基团都具有适合氢键或离子相互作用的伙伴。一个氢键似乎对天然结构的稳定性贡献不大,但蛋白质疏水核心中没有伙伴的氢键基团的存在可能会非常不稳定,以至于含有这些基团的构象通常在热力学上是站不住脚的。由几个这样的基团与周围溶液中的伙伴组合所产生的有利的自由能变化可能大于折叠和展开状态之间的自由能差异。此外,蛋白质中基团之间的氢键在优化氢键的重复二级结构中协同形成(一个基团的形成使下一个基团的形成更有可能),如下所述。通过这种方式,氢键通常在指导蛋白质折叠过程中起重要作用。

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量子计算(十六):其他类型体系的量子计算体系

离子研量子计算在影响范围方面仅次于超导量子计算。早在2003年,基于离子阴就可以演示两比特量子算法。离子附编码量子比特主要是利用真空腔中的电场因禁少数离子,并通过激光冷却这些因禁的离子。以因禁Yb+为例,下图(a)是离子阱装置图,20个Yb+连成一排,每一个离子在超精细相互作用下产生的两个能级作为量子比特的两个能级,标记为|↑〉和|↓〉。下图(b)表示通过合适的激光可以将离子调节到基态,然后下图(c)表示可以通过观察荧光来探测比特是否处于|↑〉。离子阱的读出和初始化效率可以接近100%,这是它超过前两种比特形式的优势。单比特的操控可以通过加入满足比特两个能级差的频率的激光实现,两比特操控可以通过调节离子之间的库伦相互作用实现

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MIT新型“大脑芯片”问世,数万人工大脑突触组成,纸屑大小却堪比超算

大数据文摘授权转载学术头条 作者:曹绮桐 “微型化”是科技便利生活的重要一环。试想,有一天,我们可以把庞大的超级计算机不断缩小,直到可以把它们装进口袋;我们可以随身携带微型人工智能大脑,它们甚至可以在没有超级计算机、互联网或云计算的情况下运行,在它们微不足道的身体里运行着庞大的算法。 而这已不单单是触不可及的幻想。 近日,麻省理工学院(MIT)的工程师们设计了一种“大脑芯片”,让我们向那种未来又迈进了一步。研究人员所用的芯片物理体积比一片纸屑还要小,但却被工程师们放置了成千上万个“人工大脑突触”,这种被称为“忆阻器”的硅基元件,能够模仿人类大脑中信息传递的突触结构。

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