镍铁氢化酶活性中心的结构、催化机理及化学模拟

镍铁氢化酶具有催化分裂重组氢分子的功能,由于其独特的活性中心结构和催化性能及方便、廉价利用氢能源的前景,引起生物学家和化学家的关注,他们对镍铁氢化酶活性中心结构、催化机理及化学模拟做了深入细致研究,本文对此做系统概述和总结。

乙酰胆碱酯酶分子研究进展

乙酰胆碱酯酶是生物体内胆碱能神经传导中的一种关键酶,它能够快速水解神经递质乙酰胆碱,保证神经信号在生物体内正常传递。乙酰胆碱酯酶结构和催化功能研究一直是生命科学的重要课题,可为研制有针对性的新药和杀虫剂提供重要理论依据。我们简要介绍了乙酰胆碱酯酶的三维晶体结构、活性位点、高效催化机制及其应用。

氢酶结构及催化机理研究进展

氢酶是一类催化氢的氧化或质子还原的酶,它在微生物产氢过程中扮演着重要角色。根据氢酶所含的金属元素,可分为NiFe_氢酶、Fe_氢酶和不含金属元素的metal_free氢酶。大多数氢酶含有金属原子,它们参与氢酶活性中心和[Fe_S]簇的形成。氢酶的活性中心直接催化氢的氧化与质子的还原,[Fe_S]簇则参与氢酶催化过程中电子的传输。目前已有数种NiFe_氢酶和Fe_氢酶的X射线衍射晶体结构被阐明。根据metal_free氢酶的序列特征,推断其结构与NiFe_氢酶和Fe_氢酶之间存在较大差异。对氢酶活性中心和[Fe_S]簇的深入研究,揭示了氢酶催化反应的机理。

氢化酶的结构、催化机理及其应用

氢化酶既是生物制氢产业的研究热点,又是微生物代谢的关键酶。阐述了氢化酶的分类和特点,主要介绍了[Ni-Fe]和[Fe-Fe]氢化酶的活性中心结构、催化产氢机理以及氢化酶的利用价值。最后对氢化酶的研究进行了展望。

非金属碳基丙烷直接脱氢制丙烯催化剂研究进展

采用绿色可持续的催化剂替代传统贵金属或过渡金属催化剂是目前工业催化领域研究的重要方向。作为绿色催化剂中的重要成员之一,多孔碳基材料由于其独特的孔道结构、较大的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的导电性和抗腐蚀性,被广泛应用于生物、医药、电池和化工领域。近年来,非金属碳基催化剂被发现是一种良好的丙烷脱氢催化剂,具有替代传统Pt基和Cr基催化剂的应用前景,得到广泛关注。一般而言,碳基催化剂的催化活性与其表面性质和孔道结构有很大关系:(1)碳材料表面的含氧官能团、杂原子和缺陷位点等可以作为活性中心,活化丙烷分子中的碳氢键,实现脱氢的目的;(2)碳材料的孔道结构和电子特性等会影响反应物丙烷和反应产物丙烯分子的扩散和传质,进而影响碳基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性、选择性和稳定性。综述近年来丙烷直接脱氢制丙烯碳基催化剂的研究进展,详细比较不同碳材料之间的优缺点和性能差异,系统讨论碳材料的活性位点和物化性质对其催化性能的影响,并对未来碳基丙烷脱氢催化剂的发展方向和应用前景进行展望。

几种α-葡萄糖苷酶结构与活性位点的预测和比较

α-葡萄糖苷酶是生物体中一类非常重要的酶,在初级代谢及复合糖的生物合成与加工上具有重要作用。α-葡萄糖苷酶在自然界广泛分布,种类繁多,但目前对其分子结构和催化机制的了解还非常有限,因此预测并比较不同来源的α-葡萄糖苷酶结构的共性和个性具有重要的科学价值。本文从Swiss-Prot数据库中选取了4种典型微生物来源的α-葡萄糖苷酶,以EMBOSS和Clustal W在线工具比较了其基本参数和蛋白质序列,以Modeller软件预测了其三级结构,并用Castp服务器预测了它们的活性位点。根据其系统发育树和三维结构的相似性,这4种α-葡萄糖苷酶可分为AglA和YihQ,Bce33和Mal12 2组;构成它们活性位点pocket的氨基酸残基差异较大,但关键残基都由2个天冬氨酸、1个谷氨酸构成,而且AglA和YihQ,Bce33和Mal12的催化三联体在空间构象上几乎完全相似,表明它们的底物特异性和催化机制具有共性。为更好地理解α-葡萄糖苷酶的作用模式和研究其生物学功能提供了参考。

果胶甲酯酶的结构与功能研究进展

果胶甲酯酶(PME)是一种重要的果胶酶,其水解果胶中的甲酯基从而释放甲醇并降低果胶的甲酯化程度。目前在食品加工、茶饮料、造纸等生产工艺中有着广泛的应用前景。随着对PME的深入研究,已报道了几种不同来源的酶晶体结构,对这些已获得的晶体结构进行分析发现,PME属于右手平行β-螺旋结构,其催化残基为2个保守的天冬氨酸和1个谷氨酰胺残基,并且在催化过程中分别起到了一般酸碱、亲核试剂以及稳定中间体的作用。同时对其底物特异性进行分析,初步了解其底物与活性位点的识别机制。文中针对这几个相关方面进行了系统的综述。