点突变对枯草芽孢杆菌甘露聚糖酶结构和功能的影响

目的研究定点突变对枯草芽孢杆菌B23所产生的甘露聚糖酶活性及蛋白结构的影响,深入了解该酶结构与功能间的关系,为其分子改造提供理论依据。方法通过与同源酶蛋白序列的比较和分析,在同源性较高的色氨酸第196、198和199位点上,天冬氨酸第91位点上和谷氨酸第191位点上通过特异引物引入突变,PCR扩增获得甘露聚糖酶的突变基因,B.subtilis WB800为表达载体,纯化相应的诱变蛋白,测定其酶活性及荧光光谱变化。结果三个色氨酸突变体蛋白[Man(W196H)、Man(W198H)、Man(W199H)和Man(W199A)]核的活性均有所下降,其中Man(W199H)突变体酶活力几乎丧失,为突变前的4%。Man(D91N)和Man(E191Q)的酶活力也分别降至突变前的10%和12%。结论W199、D91和E191是酶活性的必需基团,对其造成的突变对甘露聚糖酶的结构和活性有显著影响。     

胆碱酯酶催化反应的量子化学研究——残基作用对乙酰胆碱构象及其水解反应的影响

采用量子化学ＳＣＦＬＣＡＯ－ＭＯＭＮＤＯ和ＣＮＤＯ／２方法，考查了胆碱酯酶活性基团的存在对底物乙酰胆碱的构象稳定性的影响．同时分析了活性基团作用下乙酰胆碱的水解部位化学键强度、净电荷分布等的相对变化规律，探讨了活性构象和稳定构象的联系     

甘蔗叶灼病解毒蛋白——AlbD S40位点饱和突变分析

利用overlapping PCR技术对甘蔗叶灼病解毒蛋白-AlbD酶S40关键位点进行饱和突变,共获得19种突变子,并测试不同突变子的脱毒活性和酯酶活性.结果显示,S40A和S40R突变子分别使AlbD酶脱毒活性提高12.8%和9.5%.以对硝基苯丁酸酯为底物,S40Q可使AlbD酶酯酶活性提高20%;以对硝基苯戊酸酯为底物,S40G可使其活性提高30%.     

耐热β-半乳糖苷酶(Pyrococcus furiosus DSM 3638)活性位点N415S点突变对其酶活性的影响

β-半乳糖苷酶具有将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖的能力,也具有把半乳糖聚合成低聚半乳糖的能力。这两种能力在工业生产中具有不同的意义。通过点突变使β-galactosidase[Pyrococcus furiosus DSM 3638]415位天冬酰胺(Asn or N)突变为丝氨酸(Ser or S),突变体构建于毕赤酵母表达质粒载体,并筛选以毕赤酵母为宿主细胞的工程菌种,以此制备β-半乳糖苷酶的突变体酶蛋白。研究发现,该突变体的β-半乳糖苷酶活性在95℃、p H5.5时达到最高酶活,为耐高温乳糖酶,且该突变体水解牛奶的能力较好,可用于低乳糖牛奶及其相关制品加工中。而突变后β-半乳糖苷酶的另一个活性,即产生低聚半乳糖的能力的活性也有所提高,但不够明显。因此该位点突变可用于乳制品的加工,但不能期盼产生更多的半乳糖寡聚体。     

CDK1磷酸化修饰对驱动蛋白Kif18A的ATP酶活性的影响

为了探究真核细胞中蛋白激酶CDK1的磷酸化修饰对驱动蛋白分子Kif18A的ATP酶活性的影响,利用昆虫杆状病毒表达系统,在体外表达并纯化Kif18A模拟磷酸化(EE)和非磷酸化(AA)的突变体蛋白(Kif18A-EE,Kif18A-AA).首先构建驱动蛋白Kif18A的杆状病毒表达载体质粒pFast-Bac-FLAG-Kif18A-AA或EE,将其转化到DH10Bac感受态细胞中,通过蓝白斑筛选得到阳性克隆.随后提取杆状病毒基因组,转染昆虫细胞SF9后得到能够表达FLAG-Kif18A突变体蛋白的杆状病毒.扩增病毒后,对病毒感染SF9细胞表达目的蛋白的条件进行优化,最终通过蛋白纯化得到有活性的Kif18A突变体蛋白,并在体外检测纯化蛋白的ATP酶活性.结果显示,Kif18A-EE蛋白的ATP酶活性低于Kif18A-AA蛋白.这一结果表明,CDK1的磷酸化修饰能够降低驱动蛋白Kif18A的ATP酶活性.     

易错PCR法定向进化D-海因酶的初步研究

D-海因酶是生物转化D-型氨基酸的关键酶,在一定浓度M n2 存在下,经易错PCR法重复扩增,产物构建成pET-HDT重组子,并建立突变体文库.经筛选获得了内源DNA序列变异的变异株.进化酶催化底物海因水解的活性为亲本重组酶的1.3倍,催化底物对羟基苯海因水解的活性为亲本重组酶的2.4倍.     

丹参素川芎嗪偶合物的结构修饰

实验室前期研究发现的丹参素川芎嗪偶合物(DTC)具有良好的心肌细胞保护作用,为优化其结构,本研究对其酚羟基与醇羟基部位进行脂肪链的酯键修饰,合成一系列新型衍生物,并测定这些衍生物对叔丁基过氧化氢诱导损伤的H9c2细胞的保护作用,初步探索其构效关系.结果显示,仅在酚羟基上修饰的化合物显示出较好的细胞保护作用;若在酚羟基的修饰基础上,进一步对醇羟基修饰会造成化合物活性下降,且当醇羟基部位修饰基团碳链较长(3)时,随碳链延长而活性下降明显.该结果对丹参素衍生物构效关系的深入研究奠定了基础.     

藜芦胺和12β-羟基藜芦酰棋盘花碱在小鼠体外肝代谢研究

采用LC-MS/MS方法对小鼠肝微粒体中藜芦胺(veratramine,VAM)和12β-羟基藜芦酰棋盘花碱(12β-hydroxylveratroylzyga-denine,VOG)的代谢产物进行分析,结合体内VAM和VOG及其代谢物的分析结果,推测VAM和VOG在小鼠体外肝代谢规律.结果显示,VAM在小鼠肝微粒体孵化体系中检测到7个代谢产物,其代谢途径为羟基化、磺酸化、甲基化,其中甲基化是VAM I相代谢的主要代谢途径.VOG在小鼠肝微粒体孵化体系中检测到7个代谢产物,其代谢途径为酯键水解、脱氢、酯键水解加脱氢、羟基化、酯键水解加乙酰化,其中酯键水解是其I相代谢的主要代谢途径.以上结果表明,VAM和VOG在小鼠肝微粒体孵化体系中主要进行I相代谢反应,VAM和VOG的主要代谢产物分别为甲基化代谢产物和酯键水解产物.     

席夫碱锰(Ⅲ)配合物结构对羧酸酯水解动力学的影响研究

研究了两种单席夫碱锰(Ⅲ)配合物作为模拟水解金属酶催化α-吡啶甲酸对硝基苯酚酯(PNPP)的水解动力学过程，提出了相应的PNPP催化水解的机理并建立了合理的动力学数学模型.考察了底物浓度、体系的酸度以及配体结构对PNPP催化水解反应的影响.讨论了取代基团的空间效应和疏水微环境对PNPP水解的影响.研究结果表明：此两种席夫碱锰(Ⅲ)配合物在催化PNPP水解中都表现出较好的催化活性，并且催化活性随着体系pH值和温度的增大而增大；带有吗啉悬垂修饰基团的席夫碱锰(Ⅲ)配合物具有比带有苯并氮杂-15-冠-5饰基团的     

蓝圆鲹分离蛋白水溶性蛋白酶的鉴定及性质

以蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)为研究对象,采用酸/碱溶解-等电点沉淀法制备蓝圆鲹肌肉分离蛋白(acid/alkaline aided protein isolate,API/KPI),分析比较不同分离蛋白与肌肉全蛋白(total protein,TP)的自身降解规律,并对其水溶性蛋白酶的酶学性质展开研究。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)结果显示,TP与KPI均会发生强烈的自身降解现象,API则无明显的自身降解。酶谱与酶活力测定结果表明,KPI保留了TP超过80%的酶活性,而API则仅剩10%的水解活性。酶学性质结果表明,TP的内源酶具有两个最适p H值,分别为3. 0与9. 0,而KPI的最适p H值为9. 0; TP与KPI内源酶的最适温度均为60℃。荧光底物结果表明,TP与KPI的最适荧光底物为Boc-Gln-Arg-Arg-MCA,且对羧基端为Arg的底物均具有较高的水解活性。抑制剂结果显示,TP和KPI水溶性蛋白酶都能被丝氨酸蛋白酶抑制剂强烈抑制,暗示水溶性丝氨酸蛋白酶在碱法等电点制备的分离蛋白凝胶劣化中起关键作用。     

可卡因与其降解抗体15A10的分子对接及分子动力学研究

可卡因是一种精神依赖性药物．它首先作用于大脑皮层使之兴奋,然后由过度兴奋转为抑制,可卡因最重要的作用是对中枢系统的刺激作用,可卡因中毒后,先是感到欣快,随后会出现情绪不安、恶心、呕吐等症状．严重者出现脉搏增快、血压增高和呼吸加快,可引起高血压及其各种合并症,导致室性纤颤、呼吸和循环系统衰竭而死亡。显然,发展一种合适的抑制剂去治疗可卡因的滥用和上瘾是十分困难的,因为可卡因本身就是一个抑制剂,这意味着要用一个毒性更高的抑制剂去抑制可卡因的作用,既然很难在中枢神经系统中设置一个阻碍可卡因的小分子,我们可以考虑在可卡因到达中枢神经系统之前将之降解,     

金属Ce离子(Ⅲ)-Tris体系催化磷酸二酯水解研究

利用紫外-可见分光光度法研究金属离子Ce(Ⅲ)-Tris(三羟甲基氨基甲烷)体系催化双(对硝基苯酚)磷酸酯(BNPP)的动力学,探索不同催化反应条件对催化效率和体系稳定性的影响和催化作用机理.结果表明,在金属离子Ce(Ⅲ)与Tris具有适当的配比,反应体系在适当的酸度和温度条件下,催化体系对双(对硝基苯酚)磷酸酯(BNPP)的水解有显著的催化作用,并且催化体系稳定,具有重现性,其催化活性基是由金属离子Ce(Ⅲ)和Tris形成的配合物.     

聚合物缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的机理研究

用分子动力学模拟计算了聚天冬氨酸PASP、聚环氧琥珀酸PESA和水解聚马来酸酐HP-MA3种聚合物缓蚀剂与Fe（110）和Fe（001）面在水溶液和无水条件下的相互作用。结果表明：3种聚合物缓蚀剂与Fe晶面的结合能排序由大到小均为PASP〉HPMA〉PESA;缓蚀剂与Fe（110）晶面的结合能要大于Fe（001）面。水溶液中聚合物缓蚀剂的形变能总体要小于无水体系中的形变能,水分子的存在消弱了缓蚀剂的形变程度。从对关联函数g（r）的分析表明,Fe原子分别与聚合物缓蚀剂和水分子中的O原子形成了非键作用。溶剂化效应在模型构建时存在着不可忽略的影响。这些结果的获得可以为新型缓蚀剂的开发提供理论指导。     

活性炭固载钯催化剂的制备及催化Ullmann反应的研究

采用双氧水改性活性炭,增加表面酚羟基的含量,并与硅烷偶联剂[(CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH2]反应,引入双胺基官能团,络合氯化钯,制备了活性炭固载钯催化剂;同时采用Bohem滴定、元素分析(EA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)以及多晶X射线衍射(XRD)对制备的催化剂进行了表征,并研究了它对卤代芳烃Ullmann反应的催化性能.实验结果表明:催化剂中钯键载在载体上,钯在载体表面分布均匀,粒径在4 nm左右;该催化剂能够较好地催化卤代芳烃的Ullmann反应,具有较好的重复使用性能,4-碘苯甲醚反应的产率是90.5%,溴代芳烃偶联反应的最高收率为73.6%,氯代芳烃的最高收率为41.4%.催化剂AC-NH(CH2)2NH2-Pd重复使用7次后,溴苯偶联产物的收率为35.9%.     

拓扑指数在酯类化合物沸点 QSPR 研究中的应用

酯类化合物主要是由C、H、O3种元素组成,根据酯类化合物分子中碳原子与氧原子所构成的骨架结构特点,结合原子电负性对化合物性质的影响,将碳原子与氧原子的电负性之比（0．74）作为碳氧单键之间的距离,将氧原子与碳原子电负性之差的2／3（0．59）作为碳氧双键之间的距离,建立酯类化合物的顶点邻接矩阵和距离矩阵,求顶点邻接矩阵与距离矩阵之积构成的新矩阵M的最大特征值T,以特征值T为基础构建新的拓扑指数H（H=（lnT）^2）,结合酯类化合物中含有的碳原予个数Ⅳ,对酯类化合物的沸点进行拓扑学研究,取得了良好的相关性,回归相关系数达到0．998。     

原子簇NiFeB2的结构及催化性能

利用DFT(密度泛函理论)方法,对原子簇NiFeB2的10余种可能构型在单重态下进行优化计算,分析比较了优化结果的能量、成键、电荷分布情况及不同构型的催化性能.结果表明:原子簇NiFeB2以B-B键较长的三角锥形1构型最稳定,是原子簇NiFeB2最有可能存在的构型,B-B在Ni-Fe异侧的平面四边形2构型次之;Ni-B,Fe-B原子间有强烈的成键作用且Fe-B间作用力比Ni-B间作用力大;各构型中电子由B转向Ni,Fe;在形成原子簇NiFeB2的过程中Fe,B原子的所有轨道均参与成键,Ni原子的4p,4s在其成键中起主要作用;除了B-B键较短的三角锥形3构型外的其它构型中Fe原子的催化活性高于Ni原子,B-B键较短的三角锥形3构型和直线型4构型可能具有较好的催化性能;在催化加氮和加氢上直线型4构型具有较好的催化活性.     

活性炭在过氧化氢氧化脱除二苯并噻吩中的催化作用

研究了几种活性炭在过氧化氢氧化二苯并噻吩(DBT)中的催化性能、氧化脱除机理以及碳表面化学对催化性能的影响。考察了活性炭的吸附性能与催化性能以及两者之间的关系、DBT在活性炭上的动态反应活性以及水相pH对其吸附性能和催化性能的影响;并将一种木质活性炭经过3种表面处理,研究了活性炭的表面化学对其催化性能的影响。结果表明:活性炭在过氧化氢氧化DBT中具有较高的催化活性,正辛烷中的DBT转化率可达到81%以上;木质粉末活性炭对DBT的吸附性能优于果壳炭和煤质颗粒活性炭;吸附容量大的活性炭,其催化性能也好;DBT在催化性能高的活性炭作用下的动态反应活性也高;水相pH在低于2的条件下有利于DBT在活性炭上的吸附和催化氧化。DBT的氧化脱除强烈依赖于表面羰基量,是由于表面羰基能加速过氧化氢产生自由基。     

碱基与氨基酸二肽间的氢键相互作用

对于碱基-蛋白质之间的相互作用,氢键的形成及断裂起着重要的作用.选取7种氨基酸二肽和3种碱基,以它们之间形成单根氢键的体系为研究对象,在ab initioB3LYP/6-311++G(d,p)水平下进行结构优化,MP2/6-311++G(d,p)水平下进行能量的计算.同时应用ABEEMσπ/MM方法优化结构和计算能量.通过改变氢键相互作用区域的静电相互作用参数kH-bond和形成氢键的氢原子与其受体原子的孤对电子之间距离Rlp,H来拟合函数kH-bond(Rlp,H).用所得函数对选取的复合物进行结合能计算,其结果与ab initio方法所得的结果符合的很好.     

超临界CO2/甲醇流体制备PtRu/石墨烯催化剂应用于甲醇氧化

采用一种有效、方便和环境友好的超临界方法将PtRu沉积在热解还原石墨烯上.在超临界CO2作用下,以H2PtCl6和RuCl3作为前驱体的铂钌纳米粒子均匀地分散在石墨烯表面,且平均尺寸为2.87 nm.生成的复合材料通过循环伏安法、计时电流法和CO溶出实验来进行研究.与用相同的方法制备的PtRu/炭黑（Vulcan XC-72）复合材料相比,PtRu/膨胀还原石墨烯对甲醇氧化的电催化活性和对CO电氧化活性有了很大的改善.实验结果显示,利用超临界流体可以很容易制备高活性的石墨烯负载型金属电催化剂.     

CNTs/TiO_2复合物的水热法合成及其光催化性能

利用水热法制备了高活性碳纳米管(CNTs)/Ti O2光催化剂,采用XRD,IR,SEM和UV等手段表征了其结构及表面组成,并以偶氮类染料EBPV为目标物评价了该催化剂在可见光下的光催化效果。结果表明:CNTs/Ti O2复合物为锐钛矿型,粒子为球状和类球状;与Ti O2相比,CNTs/Ti O2复合物吸收峰移至可见光区;在实验条件下其对目标物的可见光催化降解效率达95%以上。实验表明,在水溶液中EBPV的光催化降解过程服从准一级动力学方程。9次循环利用后,CNTs/Ti O2复合物的光催化活性降低了5%。