煤中原生活性位点的水−气掩蔽效应及脱附后煤体的常温氧化

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测煤中同样可能存在惰性介质下被迫封存的原生活性位点。为进行煤中原生活性位点的探寻,运用真空干燥技术,使原煤中能够在高负压的低温环境下完成水分的蒸发和气体的脱除。同时借助循环氧化在线监测技术,设计实施不同因素(煤种、脱附温度、氧化温度、粒径)条件下脱附后煤样的常温氧化实验,并结合相应的低温氮吸附、XPS、ESR实验分析反应机理。循环条件下的常温氧化实验表明,真空脱附后的煤体在常温氧化过程中会形成大量的CO和CO_(2)等气体氧化产物,且气体在通入氧气后很快出现并不断积累,证明煤在常温下即可发生氧化反应。原生煤体脱附后的常温氧化实验说明原始煤体中存在大量受水−气掩蔽影响的活性位点,而负压脱附水分和气体后会导致活性位点的大量暴露并形成有利于氧气输运和反应的通道,从而迅速发生氧化反应。因此实验找到了导致原生煤体自发氧化的活性结构,实验将活性位点的常温氧化观点从受热分解的特殊状态扩展到一般状态。由气体产物生成规律对比可知,不易被孔隙吸附的CO会在原生活性位点与氧气接触瞬间迅速产生,据此得到CO相较于CO_(2)而言更适合作为活性位点浓度的直观气体评价指标。煤体原生活性位点的常温氧化有助于煤炭自燃机理的揭示,为高瓦斯矿井瓦斯抽采自燃及低阶煤井下CO超限问题提供解决思路。

活性位点电子密度变化对光催化CO_(2)活化和选择转化的影响

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化学品反应过程中面临诸多挑战:(1)CO_(2)分子吸附和活化过程困难;(2)(高附加值)碳产物选择性低;(3)产物生成后易发生其他副反应导致催化剂失活或产物选择性下降。受到以上三个挑战的制约,目前的反应效率较低,难以满足工业化应用。由于光催化CO_(2)向高值化学品的转化过程为质子耦合光生电子参与的还原反应,因此活性位点的电子密度会显著影响以上挑战的解决。然而,光催化CO_(2)还原过程涉及众多基元步骤,每个基元步骤对于活性位点的电子密度要求并不清晰,这导致无法有针对性设计高效的催化剂来促进光催化CO_(2)分子的有效活化及高选择性转化。本文综述了近期活性位点的电子密度变化对于CO_(2)分子吸附和活化过程、碳产物选择性调控和产物脱附及过氧化的影响规律,并总结了调控活性位点上电子密度的方法,旨在对未来设计高效光催化剂提供参考和理论依据。

ENO1蛋白及其相关活性位点缺失突变蛋白在昆虫杆状病毒表达系统中的表达与鉴定

目的:利用昆虫杆状病毒表达系统(昆虫BEVS)表达糖酵解酶α-烯醇化酶(ENO1)及其3种酶活性位点缺失突变的ENO1蛋白ENO1-M1、ENO1-M2和ENO1-M3,为后续宫颈癌的代谢治疗研究奠定基础。方法:利用分子克隆技术将优化后ENO1序列插入pFastBacTM1载体,获得含有目的基因的重组质粒pFastBac-ENO1。分别缺失ENO1发挥糖酵解酶功能的3个活性位点,进行优化后将其插入pFastBacTM1载体,获得3个活性位点缺失的重组质粒pFastBac-M1、pFastBac-M2和pFastBac-M3。通过转座、转染后获得重组杆状病毒rBV-ENO1、rBV-M1、rBV-M2和rBV-M3,利用WB法对目的蛋白的表达及特异性进行检测。结果:成功扩增重组杆粒rBacmid-ENO1、rBacmid-M1、rBacmid-M2和rBacmid-M3,获得大小约2000 bp的基因片段,与预期大小相符。昆虫BEVS可表达ENO1蛋白及其3个酶活位点缺失的重组蛋白ENO1-M1、ENO1-M2和ENO1-M3,其分子量约为52000,与预期相符。WB法鉴定这些蛋白能与特异性标签His-tag发生反应。结论:通过昆虫BEVS成功表达目的蛋白ENO1及其酶活性位点缺失蛋白ENO1-M1、ENO1-M2和ENO1-M3,这些蛋白具有反应原性,为后续测定这些蛋白与ENO1单抗亲和力创造了条件。

功能化离子液体活性位点强化CO_(2)捕集

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已经成为我国碳中和技术体系的重要组成部分。与工业领域常用的有机胺吸收剂相比,具有低挥发性、高稳定性和位点可设计等优点的功能化离子液体在化学吸收法捕集CO_(2)方面表现出独特的优势。综述了近年来功能化离子液体在CO_(2)捕集领域的研究进展,简述了功能化离子液体的结构分类和合成策略,详细阐述了功能化离子液体与CO_(2)发生化学反应的3类活性位点(氮位点、氧位点和碳位点)及相应捕集机理,并对将来功能化离子液体CO_(2)捕集技术的研究方向进行了展望。

高温活性位点印迹法制备碳基单原子镍及其二氧化碳还原应用研究

利用具有分级多孔结构且导电性能优异的MOF衍生材料为碳基底,通过设计高温活性位点原子印迹法制备了碳基二氧化碳还原(ECR)催化剂。该方法的优势在于将活性较低的ZnN_(x)或氮空位(V-N_(x))转化为M-N_(x)。通过前驱体(Zn-N-C)合成时加入Super P进行插层,结合高温活性位点印迹制备高活性原子分散的Ni-N-C-sp ECR电催化剂。Super P可对催化剂的局部环境进行协调,并同步提升了碳基底的导电性能。结果表明:碳化后的催化剂具有丰富的孔结构和高活性。Ni-N-C-sp催化剂在-0.76V(vs.RHE)的电位范围内表现出100%的法拉第效率。同时电流密度能够达到33.2mA/cm^(2)。优异的法拉第效率和较大的电流密度表明Ni-N-C-sp催化剂在电催化ECR领域的高适用性。

HIV-1整合酶四聚体结构模拟及其活性位点分析

HIV-1复制需要HIV-1整合酶将其环状DNA整合进宿主DNA中,这其中包括2个重要反应,即"3′-加工"和"链转移",两者均由HIV-1整合酶催化完成.阻断其中的任一反应,都能达到抑制HIV-1复制的目的.因此,了解HIV-1整合酶的完整结构和聚合状态,对深入探讨其作用机理及设计新型抑制剂具有重要的指导作用.然而,迄今为止仅有HIV-1整合酶单独结构域的晶体结构可供参考,而其全酶晶体结构尚未获得解析.本研究利用分子模拟技术,通过蛋白质-蛋白质/DNA分子对接、动力学模拟等方法,构建了全长整合酶四聚体的结构模型、HIV-1DNA与整合酶复合物的结构模型,进一步从理论上证实HIV-1整合酶是以四聚体形态发挥催化作用,明确"3′-加工"和"链转移"在HIV-1整合酶上的催化位点.同时,通过与作用机理相似的细菌转座子Tn5转座酶等的结构比对,推测HIV-1整合酶的核心结构域中应有第2个Mg2+存在,其位置螯合于Asp64与Glu152之间.在HIV-1整合酶结构研究的基础上,有望进一步设计出新的抗艾滋病药物.

vMIP-Ⅱ各受体结合活性位点分析

目的探索vMIP-II结合趋化因子受体的活性位点以便有目的地对其进行改构。方法应用生物信息学方法对影响vMIP-II受体结合的氨基酸残基进行预测分析。结果vMIP-II对不同的受体有不同结合位点,其与CC类趋化因子受体结合位点主要在核心骨架,与CXC类趋化因子受体结合位点主要在N端。结论vMIP-II是一种极佳的趋化因子受体阻断剂类新药开发先导物。

牛视紫红质蛋白质中视黄醛的活性位点

视紫红质蛋白是一个跨膜蛋白,视黄醛(RET)在该蛋白中的活性结合位点涉及到视觉过程机理,与一些眼科疾病病理有关.基于牛视紫红质蛋白1U19的蛋白质晶体结构数据,采用密度泛函理论的B3LYP方法计算RET-Lys296残基与视黄醛分子周围半径为0.6nm的空间范围30个氨基酸残基相互作用和结合能.数值显示1U19蛋白中的残基Glu113、Glu181和Glu122是质子化的RET-Lys296残基的活性结合位点,结合能分别为-333.38、-205.67和-194.56kJ·mol-1.这些氨基酸残基带有一个负电荷,与质子化的RET-Lys296残基发生强烈的离子静电相互作用.另外几个残基Ala292、Cys187、Phe293、Pro291以及Trp265等与质子化RET-Lys296残基也有相互吸引作用.当RET-Lys296残基非质子化,上述相互作用消失,促使视黄醛分子与视蛋白分离.研究发现残基Glu113和Glu181周围各自有一个结晶水分子通过双氢键形式起着稳定作用.

多巴胺第三受体蛋白三维结构及其活性位点氨基酸残基

基于牛视紫红质模板蛋白,同源模建多巴胺第三受体(D_3R)蛋白三维结构,在1-棕榈酰-2-油酰-卵磷脂(POPC)膜-水模型环境,开展300 ns分子动力学模拟提炼优化其结构,取得稳定的D_3R蛋白三维结构(2B08-D_3R).在该蛋白基础上,采用MP2/6-31G(d,p)方法,计算多巴胺(Dop)与氨基酸残基相互作用的结合能,确定五个残基(Asp117、Ser208、His272、Phe269和Thr276)为活性位点.五个活性位点残基分别位于D_3R蛋白跨膜螺旋区TM3、TM5和TM6,组成活性空腔结构.多巴胺分子以其苯基平面与TM2-TM7包围的圆柱体空腔平行和非共价键结合方式保留在D_3R蛋白中,与D_3R蛋白结合能E_b为-97.8 kJ·mol^(-1)基于3PBL D_3R突变体晶体结构,构建了另外一个含有多巴胺分子的D_3R蛋白结构(Dop-3PBL-D_3R),确定在该蛋白结构中,多巴胺的活性位点氨基酸是Asp83、His272、Phe269、Phe268和Trp265.在该蛋白结构中,多巴胺分子同样以其苯基平面与TM2-TM7包围的圆柱体空腔平行和非共价键方式结合,与该蛋白相互作用的结合能是-80.5 kJ·mol^(-1).

旋毛虫脱氧核糖核酸酶-Ⅱ酶活及酶活性位点的鉴定

以旋毛虫新生幼虫期(NBL)脱氧核糖核酸酶-Ⅱ(DNaseⅡ)基因家族中全长序列T31D4为研究对象,对其融合蛋白的核酸酶活性进行鉴定并摸索最佳酶切条件;通过序列分析预测其关键活性氨基酸位点,同时利用基因点突变技术对所预测的位点进行验证。结果表明:旋毛虫的DNaseⅡ具有核酸酶酶切活性,最佳酶切pH为5.0,同时发现其在中性(pH 7.0)及偏碱性(pH 8.0)下仍具有活性。利用Maga2软件对包括旋毛虫在内的以及业已发现的来自38个物种的DNaseⅡ的94个氨基酸序列进行比对,发现一个所有物种DNaseⅡ均高度保守的组氨酸位点,该结果与目前国际上所预测的DNaseⅡ关键活性氨基酸位点不同,目前国际上所预测的组氨酸位点在旋毛虫的DNaseⅡ序列中并非组氨酸(H),而是丝氨酸(S)或赖氨酸(K);通过点突变技术进一步验证这个组氨酸位点才是所有物种DNaseⅡ真正的活性氨基酸位点。同时推测旋毛虫的DNaseⅡ可能为一种新类型的DNaseⅡ。

二价金属离子与咪唑活性位点相互作用的研究

用量子化学从头算方法在HF和MP2水平上运用6-311G**基组,研究二价金属离子(Mg2+、Ca2+、Zn2+)与咪唑活性位点的相互作用.结果表明:Zn2+对咪唑的几何参数影响最大;三种金属离子配合物的稳定化能依次为:Ca2+—咪唑>Mg2+—咪唑>Zn2+—咪唑,配合物的稳定性顺序为Zn2+>Mg2+>Ca2+.

液相改性对白炭黑表面活性位点的影响

先采用偶联剂KH590与分散剂MOA液相改性白炭黑制备改性白炭黑水浆,然后分别制备干法混炼和湿法混炼天然橡胶(NR)/白炭黑母炼胶,再在后期混炼时补加偶联剂Si69,通过制备NR/白炭黑纳米复合材料并对其性能进行研究,考察液相改性后的白炭黑表面是否还有剩余活性位点与偶联剂Si69反应。结果表明,后期补加的偶联剂Si69无法接枝在白炭黑表面而起到偶联作用,不能改善白炭黑在橡胶基体中的分散性和NR/白炭黑纳米复合材料的性能,液相改性后的白炭黑表面活性位点已全部被占据。

用定位突变方法对人脑己糖激酶活性位点的研究

哺乳动物己糖激酶Ⅰ的分子量是１００ｋＤ．目前已经认为是由分子量５０ｋＤ酵母型己糖激酶通过基因复制和融合进化来的．己糖激酶Ⅰ的Ｃ端半分子包含了底物葡萄糖的结合位点即催化位点．Ｘ射线衍射结构的结果已经推测在酵母型的己糖激酶分子中Ｓｅｒ－１５８、Ａｓｐ－２１１是和葡萄糖的结合及催化活性有关，这些氨基酸残基相当于人脑己糖激酶Ⅰ分子中的Ｓｅｒ－６０３、Ａｓｐ－６５７，它们正好位于该酶分子的Ｃ端半分子中．定位突变这两个氨基酸残基得到４个该酶的Ｃ端半分子酶（ｍｉｎｉ－ＨＫⅠ）的突变体，它们是Ｓｅｒ－６０３→Ｃｙｓ，Ｓｅｒ－６０３→Ｔｈｒ，Ａｓｐ－６７５→Ｇｌｕ，Ａｓｐ－６７５→Ｖａｌ．实验结果指出４个突变体酶的Ｋｍ值变化不大，但酶活性只保留野生型酶的０．２８％～１１％，园二色谱分析４个突变体的ＣＤ谱与野生型酶基本一致，因此说明二级结构没有变化．这些研究结果和Ｘ射线衍射结构的推断是一致的，显示了Ｓｅｒ－６０３和Ａｓｐ－６５７氨基酸残基在该酶结合底物葡萄糖或催化作用上起了重要的作用．

一种新型多活性位点的反应型紫外线吸收剂的设计与合成

为了提高紫外线吸收剂在异氰酸酯涂料中的负载率,以2-[3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧羰乙基)苯基]苯并三氮唑(UV1120)和二异丙醇胺为原料、通过酰胺化反应设计合成了一种新型多羟基的反应型苯并三氮唑类紫外线吸收剂。化合物结构通过1H NMR和FT-IR进行了确证。优化的反应工艺条件为:以甲苯为反应溶剂、LiOH为催化剂,n(UV1120)∶n(二异丙醇胺)=1∶4,反应温度80℃,反应时间8 h。在此条件下,产物收率可达84.5%,纯度大于99.9%。

狂犬病毒糖蛋白和核蛋白主要免疫活性位点的质粒载体构建

目的 为进一步研究狂犬病毒糖蛋白和核蛋白免疫活性位点的免疫特性 ,构建了大肠杆菌重组质粒载体。方法 参考有关文献及用蛋白质亲疏水性分析程序分析狂犬病毒糖蛋白、核蛋白 ,以确定目的基因 ,用分子克隆的方法将目的基因片段插入质粒载体 ,最后测定重组质粒的核酸序列。结果 在大肠杆菌质粒 PU C1 8多克隆位点 Eco R 和 Bam H 之间 ,根据其阅读框架 ,插入了含有狂犬病毒糖蛋白主要免疫活性位点的目的基因合成片段 :G 免疫活性位点的第 1 4 9～ 1 6 0位氨基酸残基及 G 免疫活性位点的第 331～ 340位氨基酸残基所对应的碱基序列。在 KS质粒多克隆位点 Eco R 和 Bam H 间 ,插入了狂犬病毒核蛋白 -免疫活性位点第 374～ 383位氨基酸残基所对应的碱基序列。

人SEPT9蛋白同源建模和活性位点分析

利用生物信息学在线软件预测了人SETP 9蛋白质的二级结构和模体信息,同时对其三级结构进行同源建模和模建结果质量评价,其次预测了该蛋白质的活性位点信息,旨在从蛋白质序列特征和分子结构水平理解其在人类生理病理过程中的作用.结果表明,模建的SEPT 9蛋白结构品质较高,具有7段α-螺旋和2组β-折叠结构,是一个典型的α/β类蛋白,表面呈弱正电势分布;人SEPT 9蛋白具有8个不同模体,可能参与不同生化反应或执行不同的功能.搜寻获得了人SEPT 9蛋白配基结合位点有10个,其中位点1可能是该蛋白的活性位点.这些研究结果对理解人SEPT 9蛋白功能以及配基结合位点定位非常重要,也为针对SEPT 9蛋白的分子对接和药物从头设计提供了理论基础.

紫杉烷14β-羟化酶活性位点预测及其潜在竞争性抑制剂研究

紫杉烷14β-羟化酶(T14H)是催化产生紫杉烷支路化合物的关键酶。抑制T14H活性可以促进前体流向紫杉醇代谢途径,从而提高紫杉醇含量。本文根据T14H的一级结构,构建T14H蛋白模型,选取最优蛋白模型进行优化并评估。随后,对模型潜在活性位点进行分析,从19个活性位点中选取较合理的5个活性位点进行下一步的分子对接研究。将150个植物内生菌次级代谢产物及4种羟化酶抑制剂一次对接于5个活性口袋,对比分析互作模式与结合分数进行筛选。筛选出可作为T14H抑制剂的先导化合物,对开发研究T14H的竞争性抑制剂有指导意义。

狂犬病毒糖蛋白主要免疫活性位点的质粒载体构建

目的 :为进一步研究狂犬病毒糖蛋白 (G蛋白 )免疫活性位点的免疫特性 ,构建其大肠杆菌重组质粒载体。方法 :参考有关文献及用蛋白质亲疏水性分析程序分析 ,确定目的基因片段 ,并用分子克隆的方法将目的基因片段插入载体质粒 ,最后测定其核酸序列。结果 :在大肠杆菌质粒 PU C18的多克隆位点 Eco R 和 Bam H 之间 ,根据其阅读框架 ,插入了人工合成的目的基因片段 ,其含有狂犬病毒 G蛋白免疫活性位点 G 表位第 149～ 16 0位氨基酸残基及 G 表位第 331～ 340位氨基酸残基所对应的核酸序列。结论 :本研究构建了狂犬病毒 G蛋白两个主要免疫活性位点的重组质粒载体 ,为深入研究其免疫活性位点的免疫特性及基因免疫打下基础。

甲硫氨酸脑啡肽的活性位点

用AM1方法中计算静电势的PMEP子程序研究了甲硫氨酸 脑啡肽的活性位点.通过计算得到了整个分子的三维空间静电势分布和由静电势导出的各原子的电荷分布.进一步分析,确定模型分子活性位点为酪氨酸残基的叔氮原子和苯酚基、苯丙氨酸残基的苯基及部分氧原子.它们分别以静电作用、疏水作用、氢键作用提供与受体分子相识别的作用位点.所有结果分析与麻醉镇痛药物的分子药效图象和前文的分子动力学模拟结果相吻合,证明用静电势和由静电势导出的各原子的电荷来研究药物分子活性位点是一种更定量化的和更有效的方法.

团簇Co_xFe_yB_2的催化活性位点

为了深入研究Co-Fe-B体系的催化性质,利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,分别对团簇Co2Fe B2和Co Fe2B2的十余种可能存在的构型进行全参数优化计算和频率验证,通过比较Co和Fe原子比例的不同,得出如下结论:在团簇Co2Fe B2中,单重态的Co原子在HOMO的贡献大于Fe原子,三重态Fe原子在HOMO的贡献大于Co原子,Co和Fe原子都是其潜在的催化活性位点;在团簇Co Fe2B2中,Fe原子在HOMO和LUMO的贡献均大于Co原子,而且Co和Fe原子在HOMO和LUMO变化有此消彼长之势,Fe是主要的催化活性位点。