对映选择性催化萘普生乙酯水解的多克隆抗体

根据酶的活性中心能专一性地结合反应的过渡态,降低反应的活化能从而催化反应进行的原理,模拟反应的过渡态,设计并合成一有机分子(其空间结构和电荷分布方面都与反应的过渡态相类似)作为半抗原联接载体蛋白后免疫动物,经细胞杂交技术,成功地获得具有催化功能的抗体。这种把抗体的极其多样性和酶的巨大的催化能力等特性结合在一起的催化抗体,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向。自报道第一例能催化酯水解的抗体以来,催化抗体己显示能催化多种反应,包括了酶催化的所有反应类型,如水解反应、基团转移反应、异构化反应、裂解反应、氧化-还原反应以及一些双分子反应等。因此,设计具有特异性的催化抗体,在化学、生物学、医学等领域无疑将显示巨大的应用潜力。     

紫云英根瘤的分子氢再利用与固氮活性

大部分的豆科根瘤都可将ATP支持的固氮反应所生成的分子氢释放出来。由于豆科根瘤系统的固氮受光合产物供应的限制,因此,豆科根瘤的放氢被认为是一种耗能过程,导致固氮功效下降。 少数经筛选的根瘤菌,其形成的根瘤由于具有催化吸收分子氢的氢酶系统,因此不释放出分子氢;亦由于吸氢酶回收利用了固氮反应所放出的大量氢气,所以这样的根瘤就更为有     

钒络合物的水、醇溶液光还原氮和放氢反应的研究

还原氮反应和放氢反应是固氮酶及其模拟体系的属性。一些低氧化态的过渡金属络合物也能与氮分子形成稳定的或不稳定的双氮基络合物,个别的已能够还原质子化变成肼和氨。光激发过渡金属双氮基络合物中的金属离子的d电子向配位的双氮基的反键π轨道的dπ     

光导纤维化学发光乳酸生物传感器研究

乳酸是临床化学重要检测项目,也是体育科学中确定运动员最佳训练强度的重要指标。从一滴体液(血清、尿或汗)中快速确定乳酸含量,一直是人们追求的目标。已经研究过的酶电极生物传感器性能较差;最近有人报道过一种光纤荧光乳酸生物传感器,取样量大且响应太慢。本文用戊二醛将起分子识别作用的乳酸氧化酶和起换能器作用的辣根过氧化物酶通过共价交联,同时固定在3-氨丙基多孔硅胶上,制成光导纤维的生物催化传感层,在传感膜微环境中乳酸的酶催化氧化反应同鲁米诺的酶催化氧化发光反应相偶合,产生化学发光信号.乳     

具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体

80年代化学和免疫学领域中的一项重大发现——催化抗体(抗体酶),把抗体的极其多样性与酶的巨大催化能力等特性结合在一起,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向.利用经过特殊设计并合成的有机分子作为半抗原,联接载体蛋白后免疫动物并经细胞杂交技术,从筛选和分离的单克隆抗体中,成功地获得具有催化功能的抗体.至今已有50多个反应能用催化抗体来催化,对某些反应(如Diels-Alder反应),自然界不存在能催化它们的酶,也能用抗体来催化进行.因此,设计具有特异性的催化抗体,在化学、生物学、医学等领域无疑将显示巨大的应用潜力.茶普生(1)是一种非常重要的非甾体消炎镇痛药,其S构型的药效为R构型的38倍,研究用抗体催化水解萘普生乙酯(2)来拆分获得S构型的萘普生,具有重要的理论意义和潜在的应用价值.本文简要报道具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体的研究.     

P450酶活性中心催化1,2-二溴-3-氯丙烷的机理及动力学同位素效应

发展有毒物质被细胞色素P450酶催化转化途径和机理的计算毒理预测方法,对于污染物的风险评价具有重要意义.本研究通过密度泛函理论计算,揭示了细胞色素P450酶活性中心(CpdI)催化氧化1,2-二溴-3-氯丙烷(DBCP)的反应机理,并考察了动力学同位素效应的影响.结果显示,DBCP羟基化反应与烷烃羟基化反应机理存在明显差异.不同于一般的双态反应,DBCP羟基化反应是自旋选择性反应.此外,DBCP羟基化第二步反弹过程中的能垒明显的高于烷烃羟基化过程.自旋密度分析表明,DBCP羟基化反应的氢提取步骤是一个氢原子转移过程.DBCP羟基化反应具有明显的动力学同位素效应(KIE),且温度和隧道效应对KIE值具有明显的影响.本研究可为卤代烷烃类化合物的生物转化预测提供理论依据.     

9,10-二氰基蒽敏化的氧化还原体系中取代苯的化学反应

近年来的研究指出,有多种氧化还原体系能在可见光照射下有效地分解水制氢,其中多数体系包括电子给体,如胺类;光敏剂,各种染料、金属络合物等;电子中继体甲基紫精(MV~(2+))及释氢催化剂,如胶体铂。由于这些体系分解水制氢过程中消耗的电子牺牲体比制得的氢还要贵,所以研究在分解水制氢的同时,水分子能参加氧化还原反应使体系中原来的电子牺牲体化合物生成有用的化合物,已经引起了关注。     

模拟过氧化物酶催化荧光反应的研究——CV-H_2O_2-Mn~Ⅲ-T(4-TAP)P

随着仿生学和生物无机化学的发展,天然酶的模拟工作越来越受到重视,因为模拟酶不仅成本低,而且稳定性好。日本Yutaka Saito等人曾合成MnTPPS_4络合物,替代过氧化物酶作为催化剂用于酚和胺类化合物的氧化显色反应。对Guilbault等人提出的过氧化物酶催化H_2O_2氧化高香草酸的荧光反应,我们曾从底物角度进行研究。本文依据过氧化物酶的活性中心结构,合成了一种金属卟啉化合物,四(4-三甲铵基苯)卟啉和锰的络合物Mn~Ⅲ-T(4-TAP)P,用于模拟辣根过氧化物酶(HRP),催化H_2O_2氧化佳味醇的氧化偶联反应,     

山菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因研究

多种高等植物在盐碱或缺水的环境下,在细胞中积累甘氨酸甜菜碱类物质,以维持细胞的正常膨压.甜菜碱起着无毒渗透保护剂的作用,它的积累使得许多代谢中的重要酶类在渗透胁迫下能保持活性.在植物中,甜菜碱由胆碱经两步氧化得到,两步反应均发生在叶绿体基质中,催化第一步反应的酶是一类单氧化物酶,定名为胆碱单氧化物酶.催化第二步反应的     

用二茂铁作底物测定漆树漆酶的活性

漆酶是含铜金属酶,在自然界主要分布于漆树漆液(生漆)和真菌类植物中,分别称漆树漆酶和真菌漆酶。漆酶能催化多元酚和多氨基苯等底物氧化,对金属有机化合物的催化氧化尚不多见。测定漆酶的活性有氧吸收法、分光光     

催化“抗体”

美国伯克里加利福尼亚的化学家利用一种“抗体”来催化没有酶的反应。在人体中,抗体是一种复杂的蛋白质,通过识别并结合外来分子以保护人体免受感染。这种特性已引起化学家的注意,他们想利用它作为“人工酶”来加速化学反应。他们已制成一种能催化 Diels—Alder 反应的抗体。后者是有机化学家     

诺贝尔奖得主亨利·陶布逝世

因阐述化学反应中的电子如何在分子间活动而获得诺贝尔化学奖的亨利·陶布(H enryTaube),2005年11月16日在他曾任教20多年的斯坦福大学校园的家中逝世,享年89岁。陶布博士主要研究一些分子从其他分子中争夺电子的反应。这些反应被称之为氧化还原反应,是一种“还原”、“氧化”的过程,化学家用它来定义得到电子和失去电子的过程。这种氧化还原反应随处可见,例如在引擎燃烧、植物的光和作用以及动物的呼吸过程中。斯坦福大学化学教授约翰·布劳曼(John Braum an)说:“陶布博士为研究这些化学反应的具体过程总结了一套系统的经验规则”,陶布…     

人类成功测量迄今最短时间跨度

目前,德国科学家首次研究了一个发生时长比飞秒短得多的过程——他们测量出光子穿过氢分子所花费的平均时间为247仄秒(2.47×10-19秒),这是迄今科学家成功测量的最短时间.该项研究利用电子同步加速器上的激光源PETRA Ⅲ发出的X射线照射氢分子,而光子会在氢分子的电子云中产生电子波.这些电子波的波峰和波谷相遇时会相互抵消,形成所谓的干涉图像.利用COLTRIMS反应显微镜,研究者确定了干涉图像和氢原子的方位,并且使原子和分子内的超快反应过程清晰可见.     

电导法用于催化研究

由电导的变化提供固体表面和它们表面吸附分子之间电子传递的信息,已成为人们进行催化研究的“电子化学探针”之一.在多相催化和光催化的研究中,人们使用这种“电子化学探针”进行固体催化剂表面相结构的分析,研究气体在催化剂表面的化学吸附,讨论催化反应机理,揭示金属和载体之间的相互作用或影响催化反应的电子因素,等等.     

核聚变领域中的新探索

1.μ介子催化聚变反应理论上曾预言,如果以μ介子取代氢燃料中的电子,从而允许核在静电排斥发生之前靠得更近,则聚变反应有可能在低温下发生。在DT聚变中,将μ介子注入DT混合物可形成紧束缚DTμ“介分子”。苏联等国的新近工作表明,DTμ生成率远大于以前的估算值.一个μ介子可以催化100—1000次反应(只要它不被反应生成的α粒子所俘获)。这种新估计已由爱达荷国家工程实验     

新生物能源的挑战——有关镍铁氢化酶研究的新进展

氢化酶是可逆分裂重组氢分子的一类酶。由于在燃料细胞和新能源方面具有诱人的应用前景,成为当今自然界向能源,化学学科挑战课题之一。目前发现的４种氢酶中,镍铁氢化酶的存在最为普遍,研究也最为深入。     

氧空位TiO2高效光催化氧化甲醛及其反应路径

通过采用一步煅烧法制备得到含大量表面氧空位的二氧化钛(TiO_2),将其应用于典型空气污染物甲醛的治理.结果表明,在流动体系的测试环境中,甲醛的最大有效去除率可达95.05%,相比于本底样品(72.52%)提高了1.31倍.研究表明,含氧空位的TiO_2不仅可以增强光吸收范围,还可以利用氧空位捕获光生电子,有效地抑制光生电子和空穴的复合,进而提高光催化活性.通过原位红外光谱对催化剂降解甲醛的反应过程进行实时动态监测,结合密度泛函理论(DFT)计算,表明TiO_2表面的氧空位可以有效地增强甲醛分子的吸附活化,存在的大量离域电子可以注入到甲醛分子中的C=O键并使其活化断裂,从而有效地减少甲醛氧化过程中甲酸的积累,加快甲醛的高效氧化去除.本研究通过分析含氧空位TiO_2对光催化甲醛氧化反应过程的影响,为光催化材料表面缺陷设计和光催化治理气相污染物提供了新的思路.     

芳香叔胺与卤代烷光化学反应的研究——肾上腺素的氧化

我们曾报道在微量氧存在下芳香叔胺可以引发含有α-甲基或醚键结构的烯类单体的聚合,提出了胺—O_2复合物的氧化—聚合机理。 芳香叔胺作为电子给体与分子氧形成电荷转移复合物已有光谱证明。从结构上看,胺—O_2复合物中的分子氧若接受胺分子的一个电子便生成负氧离子自由基(O(?))及胺正离子自由基。 肾上腺素是一个具有重要生理功能的儿茶酚衍生物,含有易被氧化的邻二酚结构,其氧化已有很多研究,并认为是通过O(?)机理。胺—O_2复合物能否氧化肾上腺素,文献未有报道。本文简要报道在四氯化碳存在下芳香叔胺促进的肾上腺素光氧化反应。     

酶四级结构进化和反应速度常数之间的关系

随着分子进化研究的进展,近来发现有些酶能演变成寡聚体,而另一些仍处于单体状态。自然选择在这里遵循何种规律起作用呢?本文尝试从酶催化功能角度,作些初步分析。 酶扩散控制反应理论认为,酶-底物缔合反应速度除活化能外,尚受空间及力场因子影响,这二因子和酶四级结构有关。下面着重分析酶四级结构进化与二级反应速度常数的关     

甲醇为探针研究活性光系统Ⅱ次级电子给体TyrZ与底物水分子作用机制

光系统Ⅱ（PSⅡ）次级电子给体TyrZ担负调控原初电荷分离和水的催化氧化功能. 目前有两类TyrZ调控机理模型被提出: 一类是TyrZ通过与底物水分子直接作用调控水氧化; 另一类是TyrZ处于疏水环境中, 不与底物水分子直接作用, 而是借助与His190之间氢键强度的变化调控水氧化. 本文利用低温电子顺磁共振技术研究与水分子类似的甲醇分子对活性PSⅡ中TyrZ氧化还原特性的影响, 发现当Mn簇处于S2和S0态时, 甲醇分子的存在能够明显促进TyrZ的低温氧化和TyrZ•的低温还原. 理论计算显示: (1)当甲醇分子与Tyr直接作用时会导致Tyr氧化变难; (2)伴随环境极性降低, Tyr的氧化变得容易. 综合这些结果, 我们推测在活性PSⅡ中甲醇分子不与TyrZ直接作用, 甲醇对TyrZ的低温氧化及TyrZ•的低温还原的促进作用可能是由于甲醇分子替换PSⅡ内部的水分子, 降低了TyrZ-His190周围环境的极性, 使TyrZ与His190之间的氢键强度增加所致. 鉴于甲醇分子与水的类似性, 以上结果支持我们最近提出的活性PSⅡ中TyrZ不与水分子直接作用的观点.