酶-底物反应体系中底物分子的浓度图

酶-底物反应体中底物分子的浓度图,不仅能比较有力地说明酶-底物结合反应的最大限度要比传统的估计值高出一个数量级,而且还能为底物分子的扩散运动提供一幅鸟瞰图,从而有助于深入研究酶的作用原理,然而要由实验方法测得浓度图是十分困难的。但是,由于我们曾在文献[1]中给出了一般方法来计算这类反应体系中底物浓度的分布;并在文献[2]中给出了关于算得浓度的收敛性证明与误差分析,因而可用数值方法画出它们的浓度图。本文将用文献[1]中的方法,考虑在更复杂作用位能的情况下,给出一些反应体系的浓度图。     

电负性均衡原理在计算原子电荷分布中的应用

著名化学家Pauling提出的电负性概念,用以描写原子得失电子的能力,为讨论分子的各种性质时广泛引用.然而,电负性概念的精密的理论定义,却是近年来Parr等人用密度泛函理论表述出来的,从而使电负性的研究和应用有了新的进展.最近十几年,随着对生物大分子进行动力学计算机模拟的研究和发展,利用分子几何构型和原子电负性.直接计算分子中的原子电荷分布,受到人们的极大关注,研究并建立了一些方法和程序.其中     

V族元素卤化物键角与PEOE电负性的关系——VSEPR理论定量基础的探讨

本文根据物理模型对Gagsteiger计算分子中原子电荷的方法加以修改后,计算了V族元素卤化物分子中原子成键时的部分均衡轨道电负性值(PEOE),并将该值与各分子键角值相关获得了定量的线性关系,求得了解析表达式。通过计算着重分析研究了V族元素卤化物分子的键角与电负性的关系,对它们的键角变化规律作出了较为系统的解释。本文揭示了VSEPR理论所具有的定量基础,并进一步预测了目前尚未能测定几何构型的一些砹化物分子的键角值。     

用有限元法计算酶-底物反应体系中的结合反应速率

对于酶-底物反应体系中的结合反应速率的计算,我们将介绍一种方法——有限元法。本文将给出算得反应速率的误差估计(见定理2)。 在文献[1]中曾考虑过边界近似,但都假定解的导数有界,也未给出有第三类边界条件时解的误差估计。这里,在内边界上(即酶分子表面)给定的是第二、三类边界条件,还有奇点存     

电负性概念的新拓展

电负性概念1932年由Pauling提出, 它与分子中原子的极化率、软硬度、电荷分布等性质之间存在着密切的内在联系, 是人们判断物质性质的重要理论依据. 随着新材料的发展以及各学科之间的相互交叉与渗透, 电负性如今已成为在化学、物理和材料科学等领域均具有广泛应用的基本原子参数. 它的发展经历了原子电负性、离子电负性和键电负性三个阶段, 其中离子电负性是考虑了原子所处具体环境的价态元素电负性, 用于更精确地描述离子和化合物的各种物理化学性质; 键电负性是连接原子电负性和材料性质之间的桥梁, 它能帮助人们更方便、直接地建立材料的宏观性质和微观结构之间的定量关系. 离子电负性和键电负性的提出是对电负性概念的重要拓展, 它们在丰富和发展电负性理论的同时, 在新材料设计方面发挥了重要作用. 该文就电负性概念的研究进展及其在材料研究中的应用作了详细介绍.     

催化抗体为蛋白质工程研究开辟了新方法

多年来科学家们已经认识到抗体和酶之间的基本的类似性;抗体和酶二者都是和其他分子结合的特化蛋白质。然而,抗体结合抗原,这种结合能把抗原除去。另一方面,酶是生物催化剂,它降低受其作用的底物的反应活化能。酶与底物分子结合,从而使反应速率增加。据斯克里普斯(Scripps)医疗研究所和贝克莱加     

分形理论与酶模型的研究

高效的生物催化剂——酶,在促进生物化学反应时,其专一性和高效性,令人类钦羡不已。对酶反应的机制进行研究,构造酶模型的科学工作者大有人在。《分形理论与酶模型的研究》一文,将分形理论与酶模型挂上了钩,颇具新意,可资一家之言。     

环糊精衍生物在分子识别中的微结构变化

生物体中的化学过程是在高度组织化的集合体中进行的。酶的催化活性和高选择性首先依赖于酶对底物的分子识别和结合成复合体。 目前用一些人工合成的主体作为酶模型来模拟对底物的识别和结合,已显示令人瞩目的催化和选择功能。但是为了阐明酶-底物结合的机理,包括所发生的构象变化和诱导楔合     

漆树漆酶的新底物

漆酶是含铜氧化酶,主要来源于漆树漆液(生漆)和真菌。近年来,对漆酶底物专一性研究有不少报道,但太多采用真菌漆酶。我国生漆资源丰富,漆树分布范围广,对生漆的应用已有几千年的历史。然而,我国对生漆的重要成     

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。     

自由基-分子加成反应活性的密度泛函理论

采用密度泛函理论和Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论分别对一系列烯烃分子的电子结构性质进行了理论计算，并利用烯烃最高占据轨道能量与加成反应速率常数进行了关联。研究结果表明，由密度泛函理论计算得到的结果较由Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论计算得到的结果更能准确地反映该类反应的本质，其原因可归结于密度泛函理论中前线轨道能量的概念描述的是反应过程中过渡态的电子结构性质，而Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论中前线轨道能量     

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     

胺基修饰的β环糊精衍生物与1及2-萘酚的结合性能

研究分子间的特异作用(即分子识别)是当前仿生化学的重要内容之一.β环糊精(β-CD)是7个葡萄糖通过1,4-糖苷键构成的环状寡聚糖,可以作为受体通过其憎水穴腔与许多有机物(作为底物)形成包结复合物,这种结合是以对底物分子的形状、体积及极性大小的选择性实现的,因而它在模拟酶的研究中占有很重要的地位.在生物体系中,分子间的专     

分子轨道成键力的标度

在分子轨道理论中,分子轨道成键力和轨道能级、电负性、电荷分布等性质一样,是描述分子轨道性质的重要的物理概念。人们把分子轨道按成键作用的不同划分为成键轨道、非键轨道和反键轨道,并通过测定分子在电离后的键长、振动频率和离解能变化来确定分子各轨道的成键性质。     

逆性环境中的酶

在极端环境中的某些酶的催化反应能改进酶分子的一种特性，或改进包括酶分子结构稳定性、底物特异性在内的多种特性，甚至还能改变酶的反应产物。     

超分子体系中的分子识别研究Ⅲ——环糊精双核铜配合物对芳香氨基酸的手性识别

分子受体(主体)选择性键合底物(客体)形成超分子种类的研究在化学和生物化学等领域是当今一个研究热点.天然和化学修饰环糊精具有相当的刚性和良好的疏水空腔,可以作为分子受体识别各种有机和无机以及生物分子形成主-客体或超分子配合物,而且可以作为一种优良的酶底物相互作用的模型被应用于科学和技术的几个领域.我们近来对天然环糊精和各种环糊精衍生物与萘衍生物分子识别的热力学性质研究,有助于我们加深理解受体-底物之间的几种弱相互作用力,包括范德华力、氢键和疏水相互作用力,得到了有意义的结果.在目前的研究中,我们报道环糊精双核铜配合物对芳香氨基酸的分子手性识别.这样的一种     

量子化学的现状

量子化学是理论化学中的一个部门,它在量子力学的概念和方法的基础上,研究化学键的本质、分子的结构和反应性能以及化学反应需要活化能的原因等等。在这个领域中,第一个课题是关于原子结合成稳定的分子的原因问题,即形成化学键的原因问题。在量子理论以前的阶段中,人们曾企图根据单纯的静电学概念,即在异名离子相互吸引的基础上来说明化学     

核酸的分子静电势[Ⅱ]——生物反应性和化学致癌作用探讨

在生物大分子的研究中,大分子整体结构对其反应活性的作用是一个基本问题。例如,对于核酸,人们自然会问:大分子的整体结构,如DNA,对它的不同位置,如嘌呤和嘧啶碱基等的性质究竟有怎么样的影响。近年来,已经可以用分子静电势这个概念对上述问题,至少是问题的某些重要方面,作出量子力学计算的解释。本文主要讨论分子静电势是如何影响各种亲电的、亲核的试剂跟DNA及其组分的相互作用的。     

全面降低线损的技术措施

从线损的概念和线损率的制订出发,简明扼要地指出了所探讨的降损措施只限于理论线损,并着重解释和阐述了理论线损的计算方法.通过对公式的分析,指出了电阻、电流与电压等与电能损耗的关系,有针对性地逐一说明,较完整全面地提出了降低线损的方法和措施.     

β-葡萄糖苷酶处理与褐飞虱为害激活水稻类似的信号转导途径

已有研究表明, β-葡萄糖苷酶处理植株能诱导其产生与植食性昆虫为害类似的挥发物, 然而其诱导产生的机理至今尚不明确. 水杨酸、茉莉酸、乙烯和过氧化氢是植物诱导防御反应中发挥重要作用的信号分子. 为此, 本文对β-葡萄糖苷酶处理后水稻体内这4种信号分子的含量进行了测定, 并与褐飞虱为害稻株进行了比较, 以明确β-葡萄糖苷酶处理与褐飞虱为害是否激活了水稻类似的信号转导途径. 结果表明, 与相应的对照相比, 机械损伤并经β-葡萄糖苷酶处理能明显提高水稻水杨酸、乙烯和过氧化氢的浓度, 但却降低了茉莉酸的含量. β-葡萄糖苷酶对这些信号分子含量影响的总体趋势与褐飞虱为害的基本一致, 尽管两者所诱导的信号分子的绝对含量与时间动态存在一定差异, 表明β-葡萄糖苷酶处理能激活与褐飞虱为害相类似的水稻信号转导途径. 这一结果可以用于解释为什么两种处理能诱导水稻产生类似的挥发物并对稻虱缨小蜂具有同等的引诱作用.