强化抗菌药物分子结构信息教学的研究探讨

以β-内酰胺类抗生素和喹诺酮类抗菌药物的课程教学为例,以药物分子结构信息为核心,通过小组讨论和课堂展示等翻转课堂教学形式,对以青霉素和头孢类为代表的药物分子结构信息和药理作用的教学策略进行探讨。同时,基于逆合成分析策略切断酰胺化学键,以苯甘氨酸为原料,经过与6-APA或7-ADCA缩合反应制备氨苄西林和头孢氨苄,并对以苯甘氨酸为原料制备氨苄西林的合成工艺进行探讨。实践证明,通过用药案例构建药物分子结构和临床应用知识网格,有助于提升学生的临床意识和药学综合技能。

共轭高聚物双分子结构中激子电致解离的动力学研究

通过绝热动力学方法,研究了共轭高聚物双分子结构中激子对外加电场的响应.当外电场强度超过某个临界值时,激子会被解离成一对自由的电子与空穴.对于双分子结构中的激子,其临界解离电场除了受电子与电子相互作用以及电声相互作用影响之外,还受分子间相互作用的影响.由动力学演化的计算得到,激子临界解离电场强度随分子间相互作用强度的增大而呈非线性降低;随电子与电子相互作用强度的增大呈非线性减小的变化;但是,随电声耦合强度的增大却呈现出线性增大的变化.

综述:核小体液-液相分离中早期形核过程的分子结构

研究揭示,核小体阵列在体外具有液-液相分离(liquid⁃liquid phase separation,LLPS)的内在特性,被认为在体内引导染色质区域的结构变化。然而,对于形成的异质凝聚物在分子水平的结构研究,长期以来受到技术限制,从而阻碍了研究人员对核小体液-液相分离的深入理解。为了解决这一难题,张蒙等运用先进的冷冻电子断层扫描技术(Cryo⁃electron tomography,Cryo⁃ET)、结合单分子电子断层重构(individual⁃particle electron tomography,IPET)和基于深度学习的分割技术,确定了液-液相分离在不同阶段的凝聚物的分子组织结构。该研究揭示,核小体的液-液相分离过程涉及到两个主要步骤:首先,旋节分解形成不规则的凝聚物;然后,这些凝聚物经过一个不稳定的过渡阶段,转化为更紧凑的球状核,进一步通过聚集更多旋节材料或与其它球状凝聚物的融合,逐渐形成更大的球状聚集体。此外,连接组蛋白H1催化旋节向球状凝聚物转变的速率,比旋节分解速度快出十倍以上。因此,推测这种转变可能涉及到核小体疏水表面的暴露,进而改变了核小体之间的相互作用。这些发现为染色质从间期结构向中期结构转变提供了新的物理机制线索。

反应条件对PCEs分子结构和分散性的影响及机理

采用水溶液自由基共聚法,将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚合成了聚羧酸系减水剂(PCEs),深入研究了反应温度、滴加时间和链转移剂用量3个主要因素对PCEs分子结构和分散性的影响及机理.结果表明,反应温度和链转移剂用量对乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的转化率、PCEs的相对分子质量及其分布影响较大,导致PCEs在水泥净浆中的分散性和分散保持性有明显的区别,而滴加时间的影响相对较小.

蒸汽压片对玉米的淀粉特性、养分含量、康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系组分、体外产气参数和分子结构的影响

本试验旨在研究蒸汽压片对玉米的营养特性、体外瘤胃发酵和分子结构的影响。试验采用完全随机设计,分为2个处理,分别为未处理玉米(UC)和蒸汽压片玉米(SFC),每个处理3个重复。测定未处理玉米和蒸汽压片玉米的淀粉特性、养分含量、康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS)组分、体外产气参数和分子结构,并对玉米分子结构与CNCPS组分和体外产气参数进行相关分析。结果表明:1)蒸汽压片玉米的淀粉含量、淀粉糊化度、直链淀粉含量及总碳水化合物、中速降解碳水化合物(CB1)、中速降解蛋白(PB2)、慢速降解蛋白(PB3)、不可降解蛋白(PC)含量显著高于未处理玉米(P<0.05),淀粉相对结晶度及粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗蛋白质(CP)、快速降解碳水化合物(CA)、慢速降解碳水化合物(CB2)、非蛋白氮(PA)、快速降解蛋白(PB1)含量低于未处理玉米(P<0.05)。2)蒸汽压片玉米的1~4 h产气量显著高于未处理玉米(P<0.05),而缓慢产气部分(b)和潜在产气量(a+b)显著低于未处理玉米(P<0.05)。3)蒸汽压片玉米的总碳水化合物面积及碳水化合物第3峰高度和面积显著高于未处理玉米(P<0.05),酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ高度和面积及α-螺旋、β-折叠显著低于未处理玉米(P<0.05)。4)玉米中蛋白质分子结构酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ高度和面积以及α-螺旋、β-折叠与CA、PA、PB1含量呈显著正相关(P<0.05),与CB1、PB2、PC含量呈显著负相关(P<0.05)。由此可见,蒸汽压片有利于增加玉米的总碳水化合物面积及碳水化合物第3峰高度和面积,降低蛋白质结构的高度和面积,从而提高碳水化合物含量,促进玉米在瘤胃的前期发酵和养分利用。玉米的分子结构与CNCPS组分及体外产气参数相关。

甲壳类水产食物致敏原及其分子结构的研究进展

甲壳类水产品是亚洲地区最主要的致敏食物。食物过敏主要由摄入的食品致敏原引起,而食物致敏原的结构不仅与抗原表位的形成有关,也决定了其在食品加工和体内消化过程的稳定性。本文针对甲壳类水产品,首先阐述了甲壳类水产食物过敏及致敏原的研究进展;进一步对甲壳类水产食物致敏原的分子结构及其与致敏性的构效关系展开论述,并基于此提出了致敏原脱敏策略。目前已鉴定的甲壳类水产食物致敏原大部分属于肌动蛋白结合蛋白、磷酸原激酶和EF手型钙离子结合蛋白3个家族。针对不同蛋白质家族致敏原的结构特点,通过食品加工技术消减致敏性或利用分子生物学手段获得低致敏性衍生物都是防控食物过敏的重要途径。但甲壳类水产食物致敏原的结构信息有待完善,其与致敏性的构效关系也仍是未来致敏原研究的重要方向。本文综合阐述了甲壳类水产食物致敏原结构特性及其与致敏性的构效关系,以期为甲壳类水产食物致敏原的系统研究和食品脱敏方法的建立提供思路。

不同分子结构的黄原胶对冷冻面团及面包特性的影响

为研究不同分子结构的黄原胶对冷冻面团品质和面包烘焙特性的影响,该研究将3种不同分子结构的黄原胶分别添加至面粉中制作面团,经冷冻贮藏后进行面包焙烤,测定面团发酵速率、流变学特性、热稳定性及面包比容、硬度、弹性等。结果显示:随着冻藏时间的延长,面团品质及面包烘焙特性均受到影响,添加黄原胶显著降低面团劣变程度、改善面包品质。流变学结果表明,添加黄原胶增加面团黏弹性,抑制淀粉糊化;质构结果表明,黄原胶的添加显著增加面包的弹性,降低面包硬度(P<0.05);比容结果显示,黄原胶的添加可以显著增加冷冻面团面包的比容(P<0.05);低分子量黄原胶对面包品质改善效果较好。综上,在冷冻面团中添加黄原胶,可以得到品质较好的冷冻面团面包,且较低分子量黄原胶(1400 kDa)不仅能改善面包焙烤特性,还可以降低实际生产应用过程中的时间成本。

小保当富镜煤与富惰煤大分子结构模型构建及分子模拟

运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及^(13)C核磁共振谱等方法,分析研究了小保当煤富镜质组分离物(XV)和富惰质组分离物(XI)的大分子结构。研究结果表明,小保当煤中氧元素主要是以羰基、醚键、醚氢键、羟基环氢键等形式存在,XI结构中的羰基氧含量高于XV结构;氮元素主要以吡啶型氮(N-6)和吡咯型(N-5)的形式存在,XPS S(2p)谱信号极弱,在构建平均结构模型时不考虑硫的赋存形式。XV和XI的芳碳率分别为57.91%和66.02%、桥碳和周碳之比分别为0.17和0.33、脂肪碳和芳香碳之比分别为0.97和0.71;XV较XI含有较多的链状或者环状脂肪结构,XV结构中芳香核以苯和萘为主,平均尺寸为0.448 nm,平均缩合环数为2.68;XI结构中芳香核以萘和蒽为主,平均尺寸为0.676 nm,平均缩合环数为3.03。2种煤大分子结构的分子式分别为C_(170)H_(150)O_(40)N_(2)与C_(192)H_(136)O_(37)N_(2),利用所构建的分子结构模型可进一步研究煤的热解、孔隙结构演化及煤层气吸附等机理。

神华煤直接液化残渣理化特性与分子结构特征研究

煤液化残渣制备高端炭材料是目前煤直接液化技术领域研究的热点,该过程实现的关键在于煤液化残渣的深度脱灰,而深度脱灰工艺技术开发需要对液化残渣理化特性与分子结构有深入的认识。以神华煤液化残渣为研究对象,借助TG-DTG探究了液化残渣的失重特性;借助激光粒度仪和透射电镜(TEM)分别研究了液化残渣在洗油和四氢呋喃两种溶剂中的粒度分布特性和颗粒形貌特征;在正负离子(±ESI)和正离子大气压光电离(+APPI)模式下,利用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)对液化残渣的分子结构组成进行了鉴别。研究结果表明:液化残渣的主要失重温区为300℃~600℃,466℃时失重速率最大,此时的活性最高;液化残渣在洗油或四氢呋喃中的粒度呈现百纳米级正态分布,残渣在洗油中粒度分布更为集中且粒径更小;液化残渣中含丰富的N1、N2类含氮杂环以及O1、O2、O3、CH类含氧多环的芳香分子构型。

格氏乳球菌素garviecin LG34分子结构及抗菌活性研究

Garviecin LG34(格氏乳球菌素)是由发酵蔬菜中分离出的格氏乳球菌(Lactococcus garvieae)产生的新型广谱乳酸菌细菌素。采用冷乙醇沉淀、Sephadex G50葡聚糖凝胶层析、SP琼脂糖快速阳离子交换层析及液相色谱-质谱联用对garviecin LG34进行分离纯化和分子质量测定;采用Edman降解法、圆二色谱法和蛋白质结构预测软件分析garviecin LG34的理化性质和分子结构;并研究了细菌的最小抑菌浓度及对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌生长的影响。结果表明,garviecin LG34的分子质量为5654.32 Da,由46个氨基酸组成,二级结构主要为α-螺旋结构和无规则卷曲,相对含量分别为36.6%、51.9%,具有亲水性和结构稳定性。Garviecin LG34具有广谱抗菌活性,当浓度达金黄色葡萄球菌和埃希氏大肠杆菌最小抑菌浓度的2.0倍(MIC×2.0)时,对两种菌均表现为杀菌作用。

五氯苯酚分子在激发和电离过程中分子结构和简谐振动的变化研究

利用密度泛函理论(DFT)计算得到了五氯苯酚(PCP)分子在基态(S0态)、第一电子激发态(S_(1)态)和离子基态(D_(0)态)优化的结构参数和简谐振动频率值.通过分析PCP分子在激发和电离过程中的苯环与取代基OH和Cl之间的键长和键角的变化情况,可以看到取代基OH和Cl的给电子和吸电子效应使苯环的结构发生了变化,尤其是靠近Cl原子处的变化较明显.通过分析每个简谐振动模式对应的振动频率值在激发和电离过程中的变化情况,可以看到PCP分子在S_(0)态和D_(0)态的同一振动模式对应的振动频率值接近,在S_(1)←S_(0)跃迁中,PCP分子中约二分之一的平面内弯曲和平面内伸缩振动受到的影响较大,而平面外弯曲振动受到的影响较小.

向列相液晶分子结构与黏度关系研究及BPNN-QSAR模型建立

用于光学、微波通信调谐等器件的向列相液晶材料需要具备高响应速度来实现应用需求.液晶器件响应速度与液晶的旋转黏度、液晶的双折射率等因素相关.微波器件用向列相液晶,常采用大π-电子共轭体系、大极性基团来提高液晶分子的双折射率和介电各向异性,实现宽相位调制量,也因此增大了液晶材料黏度,影响了微波器件的响应速度.本文以液晶黏度因素为主线,对本课题组设计合成的42种向列相液晶在25℃时的黏度用旋转流变仪进行测试,从液晶化合物的结构角度分析影响液晶黏度的因素.首次建立向列相液晶分子结构与黏度的BPNN-QSAR定量构效模型,模型测试组预测值跟真实值之间的相关系数q^(2)=0.607>0.5,说明模型可用于液晶化合物的黏度性能预测,并对影响黏度性能的分子结构描述符进行了探讨.从实际应用出发结合本课题研究,设计了两个系列7个大双折射率液晶分子,BPNN模型测试黏度量度小于同类型分子,实验测试值与模型测试值相近.

分子结构和拓扑结构选择性调控PMA型添加剂的性能

黏度是润滑油分级与选用的重要指标,合适的黏度是充分润滑的保证。在众多的润滑油添加剂中,降凝剂和黏度指数改进剂被认为是调节油品黏度、确保油品具有出色低温流动性和卓越黏温性能的关键。甲基丙烯酸酯类聚合物(PMA)具有灵活的结构可调变性和较强的合成工艺适应性,在降凝剂和黏度指数改进剂领域占有重要的地位。基于此,综述了PMA添加剂在改善润滑油低温流动性和黏温性能方面的作用机理,重点讨论和总结了PMA分子结构和拓扑结构对其产品性能的影响机制,展望了PMA添加剂未来的发展方向。

基于陶瓷膜分离玉木耳多糖的分子结构及功能活性分析

以食用菌玉木耳子实体为原料,采用陶瓷膜分离法获得玉木耳多糖ACP01,并以传统醇沉法分离获得的玉木耳多糖ACP02作为对照,研究玉木耳多糖的分子结构、流变学特性及体外免疫调节活性。研究结果表明:玉木耳多糖是一种主要以1,3-Manp和1,3-Glcp为主链,Xyl、Man和Glc糖苷键为侧链的高支化酸性多糖。此外,相对于ACP02,ACP01具有更高的纯度和更低的分子量。流变学特性上,玉木耳多糖溶液表现出剪切稀化特性,在黏弹性的测量上以弹性特征为主;在尿素溶液中,ACP02的凝胶维持能力比ACP01更稳固。生物活性上,玉木耳多糖显著促进了RAW-Blue~(TM)细胞产生分泌型碱性磷酸酶(secreted alkaline phosphatase,SEAP)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和一氧化氮(nitric oxide,NO),表明玉木耳多糖能够有效激活巨噬细胞,发挥免疫功能,具有成为理想的免疫调节剂的潜力。

银杏内酯分子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论方法详细考察四种银杏内酯分子(银杏内酯A、B、C和J)的结构和光谱性质.研究发现,改变银杏内酯上的取代基,银杏内酯分子骨架具有相对稳定的结构.基于优化得到的稳定结构,我们计算得到了四种银杏内酯分子的红外(Infrared,IR)光谱、拉曼(Raman)光谱和振动圆二色(Vibrational circular dichroism,VCD)光谱性质.我们发现,四种银杏内酯分子的IR光谱图在1100 cm^(-1)有较明显的区别,这些振动峰主要是银杏内酯分子中C-O-C键的伸缩振动峰.在Raman光谱图中,波长在3600cm^(-1)处为银杏内酯分子中羟基的伸缩振动,银杏内酯A、银杏内酯B、银杏内酯C分裂成了两个强度不等的振动峰,而银杏内酯J分子表现为一个宽的振动峰.在VCD光谱图中,我们发现四种银杏内酯分子在3800 cm^(-1)附近有明显的区别.

褐煤热萃取物的热解特性与热解产物分子结构关联性研究

低阶煤的热解萃取处理是低阶煤高附加值利用的有效方法之一,开展低阶煤热萃取物的热解特性研究,对低阶煤清洁、高效转化具有重要意义。采用热重分析与红外光谱联用(TG-FTIR)技术,结合分峰拟合数学方法,开展褐煤热萃取物(CPW)热解过程活化能与热解逸出气分子结构参数的关联性探索。以CPW为研究对象,采用非等温动力学方法开展热解动力学研究,运用无模式函数法(Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger-Akahira-Sunose法)计算CPW不同转化率(α)下的活化能(E_(a)),得到热解过程(0.20≤α≤0.80)的活化能介于94.04和177.40 kJ·mol^(-1)范围之内,平均活化能为130.01 kJ·mol^(-1),E_(a)的大小随转化率提高而增加;采用PeakFit软件对不同α下热解逸出气红外光谱的四个区域(700~900, 1 100~1 800, 2 800~3 000和3 000~3 100 cm^(-1))进行分峰拟合,获得CPW热解逸出气分子中官能团信息和各官能团相对含量,引入六种结构参数(I_(1)~I_(6))用来描述逸出气的分子结构,探索CPW在转化率为0.20≤α≤0.80范围内的热解活化能与各结构参数之间的关联性。研究结果表明:CPW各热解阶段的活化能与相应的I_(1)(支链化程度)、I_(2)(含氧量)、I_(3)(芳香性指数)、I_(4)(芳环五元取代)、I_(5)(三、四元取代)及I_(6)(二元取代)等六种分子结构参数密切相关,且热解活化能与I_(1),I_(3)和I_(6)三种参数呈现良好的线性关系(拟合后R^(2)分别为0.903 4, 0.744 7和0.803 1);对同一转化率下热解活化能E_(a)与逸出气的六种分子结构参数整体进行线性回归分析,得到结构参数模型为E_(a)=124.91-88.75I_(1)-318.84I_(2)-19.19I_(3)+40.29I_(4)-14.28I_(5)+1 272.33I_(6)(R^(2)高达0.999 9)。基于热重红外联用技术,剖析CPW的热解E_(a)与热解逸出气官能团变化规律,深入了解CPW在热解过程中的演变规律,有助于明晰CPW的热解过程和热转化行为,为褐煤的高附加值利用提供一定理论依据。

晋城高硫煤大分子结构表征及模型构建

从分子水平上认识、表征高硫煤的结构特征对于清洁高效利用高硫煤具有关键意义。利用工业元素分析、高分辨率透射电镜、激光解吸飞行时间质谱、13C核磁共振波谱和X射线光电子能谱技术对晋城高硫煤的分子结构进行表征。结果表明:晋城高硫煤中的芳香层片长度分布范围较宽,且以2×2和3×3形式居多;杂原子结构中氮原子以吡啶氮和吡咯氮为主,硫原子的存在形式包含硫醇、硫醚、噻吩、亚砜和砜等多种结构,氧原子主要存在于羟基、羰基、和醚氧中,同时,结构中脂肪侧链长度较短,且支链化程度较低。根据高分辨图像提供的芳香碳骨架信息,从中选取327个芳香层片作为结构模型的基本骨架,在依次实现脂肪结构和杂原子官能团的添加后对其进行优化,得到了与上述实验数据吻合的高硫煤分子结构模型,模型由95个单体分子组成,原子数量为18882个,分子式为C_(12119)H_(6279)O_(214)N_(118)S_(152),分子量为161647Da。通过构建的分子结构模型可应用于进一步研究高硫煤的物理化学性质及反应性等。

阳煤某矿无烟煤大分子结构模型及分子模拟

为构建阳煤某矿无烟煤大分子结构模型,利用工业分析、元素分析、核磁共振(^(13)C-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,对其分子结构进行表征。结果表明:该煤样桥周碳比为0.38。该煤大分子结构中芳香结构单元包含3个萘、6个蒽,1个芘和1个苯并芘;脂肪结构以短烷基侧链和环烷烃的形式存在;杂氧原子以4个羟基,2个甲氧基、5个醚氧键、1个羰基以及1个吡啶,2个吡咯,1个季氮构成;初步构建了阳煤某矿无烟煤分子模型,其分子式为C_(207)H_(162)O_(12)N_(4),相对分子质量为2894。对无烟煤大分子结构模型进行优化,总能量由2703.08 kJ/mol降低至890.86 kJ/mol。将15个煤大分子模型构建成聚集态结构模型,研究CO_(2)、CH4、N2的孔隙结构分布特征,从孔隙分布特征角度分析,该无烟煤对3种气体的吸附能力由强至弱分别为CO_(2)、N_(2)、CH_(4)。

氯化-脱氯化和热缩聚合成煤液化残渣基纺丝沥青的分子结构特征

纺丝沥青的性质决定其能否连续、稳定工业化生产沥青基碳纤维,也是影响碳纤维性能的重要因素,而合成方法是调控纺丝沥青性质的重要手段。对比传统热缩聚法,氯化-脱氯化法可以从分子维度调控合成,以制得纺丝性优异的沥青前驱体。迄今,针对采用热缩聚法和氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青分子结构特征差异研究鲜有报道。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI TOF-MS)及固态核磁共振(^(13)C-NMR)表征纺丝沥青的分子组成与结构,采用平均分子模型方法构建纺丝沥青的分子模型。结果表明,采用氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青具有更高的碳含量,且在FTIR中1 490和696 cm^(-1)波长处和XPS C 1s中287.1 eV结合能处均表现出特有由氯化反应产生的特征峰;由MALDI TOF-MS和^(13)C-NMR分析可知,由氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青具有更高的聚合度、分子量和芳香度,其平均分子量达857,芳香度达0.87,且纺丝沥青的分子结构更趋向于在一维方向上发展的线性结构。根据表征分析结果,采用Shoolery-Budde提出的平均分子模型,构建了由氯化-脱氯化法和热缩聚法合成的纺丝沥青的分子模型。

胰岛素周制剂Icodec的分子结构和药理学特性

基础胰岛素在糖尿病治疗中占有重要地位,但现有的基础胰岛素治疗往往需要每天1至2次注射,患者依从性较差。Icodec胰岛素是一种新型长效胰岛素类似物,通过创新的分子设计,延长半衰期和作用时间,从而实现每周仅需注射一次给药。研究表明,Icodec胰岛素具有稳定的生物学、药代动力学及药效动力学特性,每周注射一次与基础胰岛素日制剂的疗效和安全性相似。Icodec胰岛素的临床研发有望在不远的将来为2型糖尿病患者提供一种方便、安全、有效、每周仅需注射一次的基础胰岛素治疗方案。现从新型胰岛素周制剂Icodec胰岛素的分子结构、药理学特性等方面进行讨论。