抗原肽与MHC分子相互作用的QSAR模型研究

分别采用氨基酸序列及氨基酸结构描述符方法定量研究了短肽-MHC(majorhistocompatibilitycomplex)分子结合亲合力的定量构效关系(QSAR)模型,用这两个模型对短肽与HLA-A*0201分子结合的805个预测样本进行了预测,预测准确度分别达到66.8%和65.5%.采用了去除“劣点”方法检验模型的鲁棒性,结果证明两个模型都具有良好的鲁棒性.通过改变两个模型的参数,对氨基酸残基个数为8或10的CTL(cytotoxicyTlymphocyte)表位进行预测.

MgSiO_3钙钛矿高温高压特性的第一性原理研究

本文采用第一性原理方法,计算了MgSiO_3钙钛矿在零温和0～150 GPa静水压范围内的晶体结构和弹性模量,并利用准简谐近似Debye模型,拟合三阶Birch-Murnaghan物态方程得到了其高温高压下的热力学性质.通过与现有的理论和实验的结果数据比较,确认在0～2000K的温度区间内,第一性原理计算结合Debye模型能够较可靠地模拟在下地幔压力范围内MgSiO_3钙钛矿的热力学性质.

锂电池正极材料Li(Co,Ni)O_2化合物的第一性原理研究

锂离子电池以其高能量存储密度和优良的循环性能而受到广泛关注,尤其是其正极材料成为储能材料领域的研究热点.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对LiCoO_2,LiNiO_2和Li(Co_(0.5)Ni_(0.5))O_2化合物的晶体结构、电子结构、化学键合特性进行了研究.结果表明:Li(Co_(0.5)Ni_(0.5))O_2化合物中主要是氧和过渡金属之间成键,锂原子对晶体总态密度贡献很少.Ni/Co混合后将导致Li(Co_(0.5)Ni_(0.5))O_2中Co的3d轨道和O的2p轨道之间成键得以加强.

高压下TATB压缩性质的LDA和GGA比较研究

本文采用第一性原理密度泛函理论，结合平面波赝势方法，采用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）两种方法计算了TATB晶体在高压（0～7GPa）压缩下的结构和物理性质，并与实验数据进行了比较．详细讨论了TATB晶体的晶体结构和分子构型随压力的变化．

等离子体湍流理论研究的最新进展

评述和分析了磁约束核聚变理论研究、数值模拟和实验研究等方面最近几年共同关心的一个重要问题———寻找托卡马克等离子体湍流中的带状剪切流(zonal flows)。简要介绍了作者最近对电阻性-重力模湍流中的带状剪切流的研究结果。

MgO高温高压特性及相变的第一性原理研究

应用第一性原理密度泛函理论计算了MgO在零温(0K)下和0～200 GPa静水压范围内的晶体结构和弹性模量,以及B1、B4和B8相结构的MgO的声速随压力的变化.利用准简谐近似下的Debye模型,通过拟合三阶Birch-Murnaghan物态方程模拟了高温效应并对三个相在高温高压下的相稳定性做了研究.本工作的计算结果与前人的理论和实验结果符合较好,说明第一性原理结合准简谐Debye模型能够比较准确的模拟矿物如MgO在高温高压下的热力学性质.

含缺陷碳纳米管的力学性质研究

本文采用全电子密度泛函理论,研究了带有不同拓扑缺陷的碳纳米管在单轴拉伸下的力学性质。计算结果表明:带有7元环和8元环拓扑缺陷的碳纳米管力学性质很接近。两端施加给定轴向应变,二者的能量曲线几乎都在应变约为6.5%时与完好管的能量曲线相交。这表明在拉伸荷载作用下,触发8环和7环拓扑缺陷的临界应变几乎相同。但对于含有9元环拓扑缺陷的碳纳米管,在所考虑的拉伸范围内其能量远高于相应的完好管。这表明此种缺陷形式很难被拉伸加载方式所触发。

笼状Au团簇的休克尔模型研究

这篇文章分别用简单和扩展休克尔模型处理四种具有较大尺寸的笼状Au团簇(Au_(32),Au_(42),Au_(50),Au_(72)),这四种团簇经理论计算预言具有较高的稳定性.将两种休克尔模型计算得到的能级分布,最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)之间能隙,以及平均结合能与密度泛函理论的计算结果进行比较,探讨了采用休克尔模型研究笼状Au团簇的适用性,进而讨论了这些笼状团簇的球形芳香性.

中等尺寸Si_N团簇结构和相对稳定性的研究(21≤N≤50,N=60)(英文)

在过去二十年里,对中等尺寸硅团簇的研究一直十分活跃.为阐明低能团簇从中等到大尺寸的生长行为,我们对SiN团簇在21≤N≤50,和N=60的结构和相对稳定性进行论述.对Si21-Si29,除Si27外最低能量结构是扁长形.对N≥30,SiN团簇倾向于形成填充富勒烯结构.随着团簇尺寸的增大(N≥41),内部开始出现四面体结构,可视为金刚石晶格结构形成的初始阶段.当团簇尺寸达到N=60时,其已偏离小团簇的类分子行为,但向块体结构的转变还没完成.中等尺寸硅团簇的填充富勒烯结构可以被看作是从类分子向块体过渡的中间阶段.

铝团簇Al_(13)的结构、电子性质和氧原子吸附的第一原理计算

利用密度泛函理论对Al13团簇的几种典型异构体进行了计算.对几种不同对称性(Ih,D5h,D3h,Oh)的中性和带电团簇Al13、Al13-、Al13+进行了结构优化和总能计算,得到了各种带电状态下的最低能量结构,并计算了Al13团簇的电离势、电子亲和能和结合能.理论结果与实验值比较,比以前的理论计算符合的更好.从中性和负电状态下的正二十面体的最低能量结构出发,研究了氧原子在Al13和Al13-上的吸附行为,并与单个氧原子在铝fcc表面的吸附行为做了比较.计算发现,高稳定性的幻数团簇如Al13-,较中性团簇和铝表面,更不易于氧化.

Al_(12)N、Al_(12)B团簇结构和电子性质的密度泛函计算

利用密度泛函理论研究了Al12N和Al12B团簇的原子结构和电子性质,通过各种异构体的比较,发现两种掺杂团簇的最低能量结构都是完好的二十面体(Ih)结构,N(B)原子占据在二十面体的中心.高对称性团簇形成稀疏离散的电子态密度和大的电子能隙.在Al-N之间发生较大的电荷转移.因此我们建议把Al12N团簇看作是碱金属超原子,Al12B团簇看作是卤素超原子,用来构造团簇组装固体.

强流脉冲电子束表面合金化的涂层厚度优化模拟

通过建立三维温度场模型,利用数值模拟方法,模拟316L钢表面进行Ti和Al合金化的温度场分布,分析Ti、Al涂层厚度以及电子束能量密度对合金化的影响。结果表明,在能量密度为6 J/cm2电子束的一次脉冲处理下,316L钢表面合金化Ti的优化涂层厚度为1.1μm,表面合金化Al的优化涂层厚度为2μm。

碳纳米管材料的储锂性能

碳纳米管较低的碳原子密度、管径和管间的空隙可以为锂离子提供大量的嵌入空间，从而拥有更高的储锂能力。本文结合实验与理论研究的最新成果，综述了这一领域的主要进展和前景。实验上，对单壁碳纳米管进行适当处理，可以将锂存储量提高到常规石墨材料的2～3倍。根据密度泛函理论计算，锂在不同碳纳米管束中的最高理论嵌入量可以达到Li0.5C。嵌入后锂和碳纳米管之间发生了完全的电荷转移，碳纳米管的Fermi能级上移到导带中，所有碳纳米管都转变为金属。纳米管自身的电子结构对锂的吸附是至关重要的，缺电子体系更有利于锂的吸附。锂在B掺杂的复合管如BC3纳米管中有很大的吸附能。锂穿透纳米管壁从管壁外进入纳米管内的能垒，随着纳米管壁拓扑缺陷结构的尺寸变大而显著降低，B在纳米管壁的存在会进一步降低锂穿越纳米管壁的能垒。同时B的掺杂会降低相同拓扑缺陷的生成能，导致在BC3纳米管中出现更多的拓扑缺陷，从而有利于锂离子的扩散。实验与理论计算的结合可望加深对锂离子在纳米管材料中嵌入过程的理解，指导设计具有更高储锂性能的新材料。

B-C-N薄膜的制备及其红外光谱表征

采用射频磁控溅射方法．以石墨和六方氮化硼（h-BN）为复合靶，在氩气和氮气的氛围中。在室温和673K的条件下，分别改变N2流量，沉积BCN薄膜．经傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，在1000-1800cm-1和2200cm-1处分别出现了C=N键和弱的C≡N键的特征吸收峰．表明沉积的薄膜组分当中，少量碳原子与氮原子结合．而分别溅射石墨和h-BN靶，红外光谱分析显示1100cm-1处不是B--C键．说明采用射频磁控溅射方法得到的薄膜倾向于相分离．

Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究

采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对掺杂Cd导致ZnO禁带宽度下降的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构,态密度以及分态密度的计算和比较,发现CdxZn1-xO价带顶端(VBM)始终由O-2p占据;而导带顶端(CBM)则由Cd-5s与Zn-4s杂化轨道控制.随着掺杂浓度的增加,决定带隙宽度的CBM的位置下降,同时VBM的位置上升,从而导致了带隙的变窄,出现了红移现象.此外,Cd掺杂会使晶胞发生膨胀,这种张应变也是导致CdxZn1-xO禁带宽度变小的原因之一.

Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究

采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对Be掺杂导致ZnO禁带宽度增加的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构、总态密度以及分态密度的计算和比较,发现导带底(CBM)是由Be2s电子与Zn4s电子共同控制;而BexZn1-xO价带顶(VBM)始终由O2p电子占据.随着掺杂量的增加,决定带隙宽度的CBM的位置上升,同时VBM的位置下降,从而导致了带隙的变宽,出现了蓝移现象.此外,Be掺杂会使晶胞发生压缩,这种压应变也是导致BexZn1-xO禁带宽度变宽的原因之一.

蛋白酶体对抗原蛋白酶切特异性的研究

在MHCI类分子结合的抗原表位加工呈递途径中,泛素-蛋白酶体系统对抗原蛋白的降解发挥着重要作用.为了进一步研究蛋白酶体的酶切特异性,采用偏最小二乘方法(partial least squares method,PLS)建立了蛋白酶体的酶切位点预测模型,预测准确度为82.8%;由样本数据相应氨基酸对酶切位点形成的权重系数,得出蛋白酶体酶切位点及其两侧区域氨基酸的裂解特异性,它反映了蛋白酶体对抗原蛋白酶切的相互作用信息,也表明蛋白酶体对抗原蛋白酶切处理不是随机的,而是有一定模式和选择性的.

AlMgB_(14)三元超硬硼化物的实验制备与理论研究

三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al（99.99%）,Mg（99.95%）,B（99.9%）材料为溅射靶源,在单晶Si（100）衬底上溅射沉积得到了表面均匀致密,不同化学组分的Al-Mg-B三元非晶态薄膜,通过调控溅射参数,可以实现原子比接近Al：Mg：B=1：1：14.对于所制备的薄膜样品,在三元相图上沿Al-Mg等含量线,Al-Mg-B材料的硬度,随着B元素含量增加由13GPa增大到32GPa,其中AlMgB14附近成分点的硬度达到25~32GPa.同时,采用第一性原理计算,得到AlMgB14晶体的维氏硬度为27.6GPa,与实验值接近.通过电子结构分析,我们进一步探讨了AlMgB14晶体和其他相似结构富B三元化合物硬度的起源,发现他们共同具有的B12二十面体骨架是决定硬度的主要因素.Al,Mg等金属元素主要通过向B12的电荷转移对材料硬度进行微调,Al-B之间形成了弱的共价键而Mg-B之间形成离子键,这点同时也为XPS实验谱图所证实.采用准简谐近似德拜模型,我们还研究了AlMgB14晶体的热学性质以及温度对体弹性模量的影响,发现体模量随温度增加明显的减小,同实验上提高衬底温度对硬度的增强呈现了相反的变化趋势.这从侧面说明了衬底温度提高导致的硬度增强并不是改变了材料的本征硬度,而可能由于加强了薄膜同衬底间附着力.

房地产市场羊群行为研究——以北京市场为例

从资产价格的角度研究存在于北京市房地产市场的羊群行为。利用检验证券市场羊群行为的基于GCAPM的测度方法,对北京市房地产市场进行实证分析,结果表明,2003年之前北京市场不存在明显的羊群行为,2003年之后存在显著的羊群行为。

抗原肽与MHC分子相互作用QM/MM分子动力学模拟研究

在MHC I类(major histocompatibility complex class I)分子抗原加工提呈过程中抗原蛋白在抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)的胞浆中被蛋白酶体(proteasome)裂解成短肽peptide,由转运相关蛋白(transporter associated with antigen processing,TAP)将蛋白酶体裂解产生的短肽片段从胞浆转运至内质网腔.短肽peptide在内质网中与新生成的MHC I类分子结合,形成peptide-MHC复合体被提呈到APC细胞表面,与T细胞表面抗原受体(T cell receptor,TCR)特异性识别结合,使得CTL细胞开始活化、增殖、分化,进而对肿瘤细胞进行特异性杀伤.目前对CTL细胞如何识别抗原肽-MHC复合物分子及抗原短肽peptide如何与主要组织相容性复合体MHC分子的相互作用识别结合的机理还不是很清楚.传统的预测CTL细胞表位的方法没有考虑受体与配体结合过程中电子结构的变化,电子结构的变化需要用量子力学方法来处理.本文采用QM/MM多尺度生物大分子的分子动力学模拟方法,以天然抗原肽TAX(LLFGYPVYVYU)与HLA-A*0201分子结合的晶体结构为模板,替换抗原肽"锚点"氨基酸,将口袋氨基酸残基的原子极化电荷在空间形成的静电势用电多极矩分量表示.用箱线图分析每个口袋氨基酸分子静电势变化和功能,确定Pocket B的Glu63和Lys66的功能是精细识别氨基酸和一级结合氨基酸,Pocket F的Asp77,Tyr84的功能是精细识别氨基酸,而Asp77,Lys146是一级结合氨基酸,表明QM/MM方法在提取抗原肽与MHC I类分子识别结合特异性信息是可行的,这对了解免疫识别机理和指导肿瘤疫苗的开发都具有指导意义.