甲酰胺二聚体性质的分子力学模拟研究

应用ABEEM/MM浮动电荷力场和从头算方法对甲酰氨二聚体的性质进行了研究,甲酰氨二聚体都具有一定的对称性,其中FAD1和FAD4具有C2h对称性而FAD2和FAD3具有Cs对称性。ABEEM/MM力场的模拟结果与较精密从头算法所得的结构都非常相近,因此ABEEM/MM力场能够很好地描述氨基化合物二聚体的结构性质。     

应用ABEEM／MM模型研究甘氨酸与水的氢键作用

应用原子-键电负性均衡方法中的浮动电荷分子力场（ABEEM／MM）,我们构建了1个新的甘氨酸（Glycine）-水势能函数,并将其应用到甘氨酸与水组成的二聚体的研究中．首先研究了甘氨酸单体的几何构型,构型结果与可获得的实验数据显示了很好的一致性;根据对甘氨酸中氮原子和氧原子的孤对电子电荷分布的ABEEM／MM方法分析,可以解释水与作用点形成氢键的强弱;进而研究了甘氨酸与1个水作用的结合能,ABEEM／MM模型与从头计算方法得到的结果显示了很好的一致性．表明我们势能函数的合理性以及参数的正确性．     

应用ABEEM方法计算含金属离子Ga3+蛋白的电荷分布

首次开发ABEEM方法应用于含金属离子Ga~(3+)蛋白体系的研究.ABEEM方法将分子电荷分解到了原子区域、σ键区域、π键区域和孤对电子区域.对金属离子Ga~(3+)与蛋白之间的相互作用采用成键模型,Ga~(3+)与配体原子之间有键电荷分布.通过蛋白晶体数据库的搜索,总结出Ga~(3+)离子和蛋白相互作用的模型分子,确定了相关的新的电荷参数.应用ABEEM方法对模型分子的电荷分布、电荷转移和Ga~(3+)离子的电荷进行了计算和分析.结果表明,ABEEM方法计算的电荷可以和从头算的HF/STO-3G方法的结果相比拟,可以快速给出所有的模型分子的电荷分布.并且通过金属离子Ga~(3+)蛋白大分子体系的电荷计算验证了ABEEM方法以及电荷参数的正确性和可转移性.高价态的Ga~(3+)离子和蛋白的相互作用的理论研究,为其动力学模拟研究奠定了基础.     

石墨基二氧化铅阳极室温电生三价钴的研究

以库仑分析法为研究手段，考察了在室温下经电化学活化的石墨基二氧化铅阳极电生三价钴的条件及其应用．石墨基二氧化铅电极的电化学活化方法是在0．1mol／L硫酸钠溶液中，在搅拌下于～1．0V还原30s，再于 3．0V氧化5min，反复此过程数次即可．在0．20mol／L硫酸钴-0．15mol／L硫酸铁铵-5．5mol／L硫酸体系中，氧化电流为20mA、还原电流为40mA时，活化后的电极电生三价钴的库仑效率可达97％以上，三价钴在溶液中的稳定时间可达30min．将电生的三价钴作为氧化剂，对于适量的葡萄糖和邻苯二甲酸氢钾进行氧化，以重铬酸钾法测定的COD值作为对照标准，其氧化率分别可达99．8％和71．2％．     

应用ABEEM/MM模型研究异亮氨酸与水的氢键作用

应用ABEEM/MM模型构建了异亮氨酸(Isoleucine)-水相互作用的势能函数,并将其运用到异亮氨酸与水组成的二聚体的研究中.在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,首先研究了异亮氨酸单体的几何构型,结果表明最稳定的构型是异亮氨酸的顺式结构,并用ABEEM/MM模型对其进行优化和电荷分布分析;其次研究了异亮氨酸与1个水的相互作用,通过分析氢键作用区域得到4种稳定构象,用ABEEM/MM和从头算方法计算稳定二聚体的结合能.数据表明,ABEEM/MM模型与从头算方法得到的结果有很好的一致性.     

可控微环境下阴离子对铁／硫酸体系阳极溶解过程的影响

将流动注射技术与半封闭电极相结合,研究了硫酸根离子、氯离子和柠檬酸根离子对铁／硫酸体系阳极溶解过程的影响．在恒电位极化过程中,向电极／溶液界面分别注射含以上3种离子的溶液,通过比较注射不同溶液时的电化学行为,分析3种阴离子对铁阳极溶解过程的影响机理．氯离子具有吸附性和侵蚀性,电位较低时,更多地表现为吸附性,电位较高时,更多地表现为侵蚀性;柠檬酸根离子具有缓蚀性,能够吸附在电极表面,抑制铁在硫酸溶液中的腐蚀;硫酸根离子则对铁的阳极溶解过程影响不大．实验结果表明,流动注射技术与半封闭电极相结合是研究金属腐蚀的一种有效新方法．     

瑞香素与锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、镁(Ⅱ)、钙(Ⅱ)、锶(Ⅱ)、钡(Ⅱ)相互作用的研究

用ｐＨ电位法及计算机平衡模拟研究了瑞香素（ｄａｐｈｎｅｔｉｎ,Ｈ２Ｄ）与锌（Ⅱ）、镉（Ⅱ）、镁（Ⅱ）、钙、（Ⅱ）、锶（Ⅱ）、钡（Ⅱ）在０．１５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中的配位反应．建立了各体系的最佳化学平衡模型,测定了Ｍ（Ⅱ）－Ｈ２Ｄ体系中有关配离子的稳定常数,绘制了Ｚｎ（Ⅱ）－Ｈ２Ｄ及Ｃｄ（Ⅱ）－Ｈ２Ｄ体系的物种分布图．在ｐＨ滴定条件下,分离出组成为ＣｄＤ·２Ｈ２Ｏ的固体配合物．     

应用溶解扩散模型预测钴的渗透行为

应用溶解扩散模型预测反渗透去除放射性废水溶液中钴的渗透行为.研究了低浓度钴离子的渗透行为,结合溶解扩散模型和物料平衡,推导出渗透分离的方程.首先通过拟合较高浓度钴离子渗透的实验数据,求得模型的相关参数,然后针对较低浓度钴离子的渗透实验数据,与模型预测数据进行对比.结果显示,实验数据与模拟数据相对误差不超过15%,该溶解扩散模型可以很好地预测较低钴离子浓度下的渗透行为.     

电化学聚合漆酚钴配合物的合成及表征

将电化学方法合成的聚合漆酚 ( EPU )与氯化钴的异丙醇溶液作用 ,生成聚合漆酚钴配合物膜( EPU-Co2 + ) .采用 XPS、 FT-IR、 DMTA、 AES和 EPM等进行表征 ,确定该配合物的配位结构 (即每个钴离子与 EPU中二个链节单元的羟基发生配位 ) ,AES分析结果表明钴含量达 8.1 3% .配合物的电阻为1 .74× 1 0 1 1 Ω ( EPU为 7.9× 1 0 1 0 Ω) .由于存在着钴离子与 EPU的配位作用 ,并引起进一步交联 ,因此玻璃化转变温度和耐热性能均得到提高     

水浮莲叶制取钴叶绿酸钠的研究

本文报道了以水浮莲叶为原料制取钴叶绿酸钠的方法及其最佳的工艺条件为：用95％乙醇在70℃提取1h，5％NaOH皂化60min，20％CoCl2溶液钴代，2％NaOH溶液成盐。按本工艺条件所制得的钴叶绿酸钠盐产品得率较高，性状优良。     

Molecular dynamics study on BPTI aqueous solution by ABEEM/MM fluctuating charge model

Molecular dynamics simulation on BPTI （biovine pancreatic trypsin inhibitor） aqueous solution has been performed for the first time in terms of the atom-bond electronegativity equalization method fused with molecular mechanics （ABEEM/MM）. The simulated parameters including ABEEM parameters and force field parameters have been tested. Some structural properties including root-mean-square deviations of atomic coordinates and radial distribution functions were studied by ABEEM/MM fluctuating charge method. The results demonstrate that this model can obtain reasonable structural properties compared with experimental crystal data. The radial distribution functions indicate that ABEEM/MM method can well embody the electrostatic polarizations between protein molecule and its surrounding solvent waters.     

ABEEMσπ/MM模型对蛋白质G_A88/G_B88水溶液动力学性质的研究

应用ABEEMσπ/MM（σπ水平的原子与键电负性均衡方法融合进分子力学）浮动电荷模型以及显性ABEEM-7P水模型,对GA88和GB88两个蛋白质分子进行了分子动力学模拟.分析了2个蛋白质的动力学性质,包括蛋白质的回旋半径、疏水表面积和亲水表面积、各类原子位置的均方根偏差以及氢键分布.通过对比水溶液和真空下2个蛋白质的回旋半径,表明该模型很好地体现了蛋白质的＂电致紧缩＂现象;对疏水表面积和亲水表面积的计算表明,GB88中残基与溶剂的相互作用更强一些;非氢原子位置的均方根偏差及氢键分布情况与实验结构相比较表明,ABEEMσπ/MM浮动电荷模型模拟的GA88和GB88的结构与实验结构有很好的一致性,进而说明该模型的合理性和参数的可转移性.     

应用ABEEM/MM方法对生物小分子CH3CONH2(H2O)n(n=1～3)团簇的理论研究

应用ABEEM/MM方法对由乙酰胺结合1～3个水分子形成的9种团簇进行研究,并把由该方法计算出的结果同从头算的结果进行比较.得出：在CH3CONH2（H2O）n（n=1～3）团簇中,氢键作用是主要的;随着水分子数的增加,团簇的稳定性随之增强;同时,对于结合相同水分子数的团簇而言,其稳定性也随着形成氢键的类型及数目的不同而有所差别.另外,ABEEM/MM方法在几何构型优化和相互作用能计算方面,也与从头算方法得到了较好的吻合.     

利用ABEEM/MM模型对气态丝氨酸和苏氨酸残基二肽分子构象的研究

应用ABEEM／MM浮动电荷模型（原子一键电负性均衡方法融合进分子力场）对气态丝氨酸和苏氨酸残基二肽分子构象进行了初步的研究，与经典的力场模型相比，该方法中的静电势包含了分子内和分子间的静电极化作用，以及分子内电荷转移影响，同时加入了化学键等非原子中心电荷位点，合理的体现了分子中的电荷分布。相对其他极化力场模型，该模型具有计算量较小的特点。结果表明：我们模型计算的两种二肽分子的构象能和关键二面角结构与从头计算结果符合得很好，优于其他力场模型。     

ABEEMσπ-GB／SA方法计算6种氨基酸四肽溶剂化自由能

使用ABEEMσπ浮动电荷极化分子力场，在298 K ，NVT 系综下对5种构象的A la四肽水溶液进行了动力学模拟。计算了动力学平衡态下A la四肽中非氢原子的均方根偏差。结合广义玻恩模型（GB）计算了溶剂化自由能的极性部分，使用SA 方法计算了溶剂化自由能的非极性部分。溶剂化自由能的结果表明，A la四肽αR螺旋和β折叠构象容易在水溶液中存在。使用类似方法分别对Gly ，Leu ，Val ，Asn和Asp四肽的αL螺旋构象水溶液进行了动力学研究，计算了这5种四肽的溶剂化自由能。结果表明，A sp和A sn四肽亲水性较强，Leu、Val和Ala四肽疏水性较强，Gly 四肽居中，此结论与实际相符。该类研究为ABEEMσπ浮动电荷力场用于其他生物大分子体系奠定了很好的基础。     

利用ABEEM模型在分子形貌轮廓上计算几个五元环配合物的分子静电势

分子的许多物理和化学性质都与其静电势密切相关.分子静电势是指分子在空间某一位置产生的分子静电作用势能,分子之间的相互作用可以通过静电势这个物理量来表述.利用ABEEMσπ模型计算出回归到各原子位点的电荷分布,结合自编Fortran程序可快速计算得到分子的静电势,将其投影到分子形貌轮廓上,即可得到在分子形貌上的静电势分布图.笔者选取咪唑、吡唑、噻吩、噻唑和异噻唑等五元环配合物作为模型分子,分别采用从头计算方法和ABEEM模型方法计算它们的分子静电势,并将其投影到分子形貌上.通过比较,ABEEM模型方法不仅可以快速计算分子的静电势,且与从头计算所得结果一致.     

ABEEMσπ/MM模型中静电相互作用能的并行化

ABEEMσπ/MM模型程序中,计算静电相互作用能非常耗费机时.针对原串行程序中多个循环相互嵌套的求解部分,进行循环带状划分并行化处理.经测试表明,利用新编制的并行程序进行动力学模拟,并行加速比以线性趋势提高、求解静电相互作用能速度大幅度加快、尤其是针对原子数较多的分子体系效果比较理想.利用36个CPU,对于位点数为10 000左右的蛋白质体系,进行1ns的动力学模拟,至少可以节省1年左右的时间,明显地提高了研究蛋白质体系性质的效率.