荧光法研究聚酰胺-胺型树枝状高分子及其衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

应用荧光法研究了以乙二胺为核的聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子及其端基改性衍生物在水溶液中与牛血清白蛋白的相互作用. 结果表明, 各类树枝状高分子都能引起牛血清白蛋白荧光猝灭, 其程度主要取决于各自末端基团的性质. 同时我们还考查了体系pH值和离子强度的变化对各类树枝状高分子与BSA相互作用的影响. 此外, 圆二色谱结果说明各类树枝状高分子的加入会使BSA结构中α-螺旋的程度降低, 从而诱导了BSA的二级结构发生改变.     

H2C=S…HCl氢键复合物结构和性质的密度泛函及自然键轨道理论研究

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上求得H2C=SּּּHCl氢键复合物势能面上的唯一稳定构型, 频率分析表明复合物中H—Cl键伸缩振动频率发生显著的红移, 红移值为378.3 cm^-1, 与实验值362.3 cm^-1吻合. 经MP2/6-311++G**水平计算的含BSSE校正的相互作用能为-13.59 kJ·mol^-1. 自然键轨道 理论(NBO)分析表明, 引起H—Cl键变长的因素包括3种电荷转移: (1) n1(S)(sp^0.31) → s*(H-Cl); (2) n₂ (S) (sp^40.46) → s*(H-Cl); (3) s(H-Cl) → RY*(3)(S)(sp^3.22d^9.32), 其中n2(S) → s*(H-Cl)的转移占主要作用, 总的结果是σ*(H-Cl)的自然布居数增加了50.23 me. NBO程序中自然共振理论(NRT)对复合物的键序分析表明H—Cl键被削弱, 与红外光谱频率计算分析和电荷转移的结论一致. 同时还计算并讨论了H₂C=OּּּHCl氢键复合物的结构和性质.     

利用荧光偏振研究二价金属离子对DNA与组蛋白结合的影响

利用荧光偏振实验我们研究了二价金属离子(Mn²⁺, Mg²⁺和Ca²⁺)对DNA与组蛋白结合的影响. 测量了二价金属离子(Mn²⁺, Mg²⁺和Ca²⁺)存在时, DNA和DNA-组蛋白的荧光偏振度. 结果表明, 组蛋白明显降低DNA分子的荧光偏振度; 二价金属离子显著增加DNA分子的荧光偏振度. 与DNA和组蛋白单独培育时相比较, 当二价金属离子、组蛋白、DNA共同培育时, DNA可与更多的组蛋白结合. Mn2+比其他二价离子(Mg²⁺和Ca²⁺)更容易使DNA-组蛋白复合体发生凝聚现象.     

光谱法研究G-四链体与亚甲蓝的相互作用

富含鸟嘌呤(G)的DNA(5′-TTAGGG-3′)在钾离子存在下形成G-四链体. 通过圆二色谱(CD)、核磁共振谱(NMR)表征了G-四链体的谱图特征, 并通过紫外吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振谱研究了G-四链体与亚甲蓝的相互作用. 紫外吸收光谱和荧光光谱分析表明: 单链DNA对亚甲蓝的荧光猝灭规律符合Stern-Volmer静态猝灭方程, 单链DNA与亚甲蓝以1:1的比例络合; G-四链体对亚甲蓝的荧光猝灭不符合Stern-Volmer及其修正的方程, G-四链体与亚甲蓝以1:1或2:1的比例形成络合物, 络合常数分别为1.047×10⁵和8.79×10⁴ L/mol. 实验表明: 亚甲蓝与G-四链体以1:1的比例结合在G-四链体的尾部或按1:2的比例与G-四链体形成夹心结构.     

芦荟大黄素与人血白蛋白的相互作用

人血白蛋白多种结合位点的存在使其成为许多药物可能的结合靶点. 应用荧光分光光度法、圆二色谱法和分子模拟方法研究了芦荟大黄素与人血白蛋白相互作用的情况. 荧光分光光度法的结果表明分子间的疏水作用是芦荟大黄素-人血白蛋白配合物的主要作用力, 这与分子模拟方法的结果基本一致. 根据Von’t Hoff方程计算所得的焓变ΔH⁰与熵变ΔS⁰分别是−7.041 kJ·mol^−1和76.619 J·mol^−1·K^−1. 根据圆二色谱的变化对芦荟大黄素与人血白蛋白二级结构的作用进行了量化计算, 数据表明蛋白中α-螺旋的含量明显增加.     

利用分子梳技术研究金属离子对DNA与组蛋白结合的影响

利用分子梳技术研究了一价(Na⁺, K⁺)、二价(Mg²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺)金属离子对DNA与组蛋白结合的影响. 我们将λ-DNA分子、λ-DNA-组蛋白复合体在疏水表面上进行了拉伸, 用荧光显微镜直接观察加入金属离子后分子梳的变化. 结果表明: Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺导致DNA分子上的荧光有不同程度的衰减; Na⁺, K⁺在一定程度上抑制DNA与组蛋白的结合; Mg²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺增强DNA与组蛋白的结合, 并能明显增加DNA与疏水表面的吸附; Mn²⁺容易导致DNA-组蛋白复合体聚集.     

L-胱氨酸桥连β-环糊精的合成及其对客体分子的协同键合

通过6-碘代-β-环糊精与L-胱氨酸反应合成了L-胱氨酸桥连β-糊精(1), 并通过¹H NMR, ¹³C NMR, 红外和拉曼光谱, 以及元素分析等对其结构进行了表征. 进而采用荧光光谱滴定法测定了该桥连环糊精与几种染料分子在25℃磷酸缓冲溶液(pH 7.2)中的配位稳定常数, 讨论了其对不同客体分子键合行为的差异. 主-客体间相互作用的二维核磁研究进一步证实了桥连环糊精对客体分子的协同键合作用.     

碳酸脱氢酶催化中质子转移机理的密度泛函理论

在B3LYP/6-31G(D)水平下研究碳酸脱氢酶中的质子转移反应, 活性中心包括Zn²⁺, 其周围的4个组氨酸和2个苏氨酸残基, 以及3个水分子. 研究表明, 与Zn²⁺配位的水分子中的质子可以转移到邻近的水分子中, 从而形成一个含有H₃O⁺的中间体. 其能量仅比反应复合物高1.3 kJ/mol, 而反应能垒也较低(8.1 kJ/mol).     

分子信标用于核酸连接过程的实时监测

建立了一种新的核酸连接实时监测方法, 利用分子信标作为核酸连接反应的DNA模板和检测分子, 在核酸分子连接的同时检测荧光信号. 实时、准确地获取核酸连接过程信息, 为核酸连接酶分析、核酸连接动力学过程研究提供全新、有效的手段, 也为深入研究核酸连接酶与核酸分子间的相互作用提供了新的思路与技术. 在此基础上建立了T4 DNA连接酶分析方法, 其线性响应范围为2.3×10^-4 ~ 0.23 U/mL, 检测下限为2.3×10^-4U/mL.     

DNA电子结构和磁性研究

用自旋极化的MS-Xa方法研究了DNA碱基中折叠构型的六环N2C4原子簇的电子态密度、自旋能级劈裂及原子磁矩. 研究发现, 在系统的基态(-7.01635´10³ eV)附近, 至少还存在着4个亚稳态: -7.01626´10³, -7.01616´10³, -7.01606´10³和-7.01597´10³ eV. 它们的电子结构不尽相同, 呈现出不同的物理性质. 结果表明, 该原子簇在基态时呈现出具有弱反铁磁性的金属性质, 而在第一亚稳态时, 该原子簇呈现出具有亚铁磁性的半金属性质. 在费米面附近, 折叠构型的六环N₂C₄原子簇的电子态密度分布与某些磁性半导体的电子态密度分布非常相似.     

应用分子全息对多氯代二苯并呋喃的QSRR研究

基于分子全息技术, 研究了135种多氯代二苯并呋喃化合物(PCDFs)气相色谱保留指数(GC-RI)与分子全息结构之间的关系, 应用偏最小二乘(PLS)回归技术建立了分子全息定量结构-色谱保留(QSRR)模型. 交叉验证相关系数q²_LOO=0.998, 非交叉验证系数r² = 0.998. 随机选出100种PCDFs化合物作为训练集, 其余作为测试集, 来验证分子全息QSRR模型的预测能力和稳健性. 采用最佳模型的建模条件对测试集进行PLS分析, q²_LOO为0.997, r²为0.998. 用训练集数据所建立的QSRR模型预测测试集中PCDFs化合物的色谱保留指数, 结果表明基于训练集所建立的QSRR模型可以对测试集中PCDFs化合物的气相色谱保留指数进行很好的预测.     

突触结合蛋白Ⅰ的C2A结构域的两种膜结合状态及Ca2+引发的插膜

突触结合蛋白(synaptotagmin)Ⅰ是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白, C2A是它的具有重要功能的近膜胞质片段. 近年来的研究表明, 突触结合蛋白Ⅰ在Ca²⁺引发的神经递质快速释放过程中起到Ca²⁺感受器的作用, 而C2A结构域与神经细胞的突触前膜的相互作用与其 Ca²⁺感受器的功能密切相关, 但是其作用机制还不清楚. 利用气/液单层膜技术结合表面密度的测量, 发现C2A存在两种膜结合状态: 无 Ca²⁺时, 以静电作用力为主的表面吸附状态; 有 Ca²⁺时, 静电力起部分作用的插膜状态. 两种状态时C2A都倾向于与带负电荷, 如磷脂酰丝氨酸的磷脂膜结合. 将C2A转染表达在PC12和HEK-293细胞中, 利用免疫染色和Western blot检测也表明, C2A在有无Ca²⁺存在的情况下都主要存在于膜附近. 实验结果提示, 突触结合蛋白Ⅰ作为Ca²⁺感受器的可能分子机制: 突触结合蛋白Ⅰ的C2A的表面吸附功能在囊泡锚定或活化时协助囊泡附着在活化区, 当细胞内Ca²⁺浓度迅速增加, C2A Ca²⁺依赖的插入负电荷膜的特点可以将囊泡拉近突触前膜, 加之同时和其他蛋白, 如SNARE复合物的作用引发膜的融合.     

量子化学方法研究表面活性剂在气液界面上的吸附

用量子化学方法中的密度泛函理论, 在B3LYP/6-311+G(d)水平上, 对烷基硫酸盐阴离子表面活性剂与水分子形成的水合物CH₃(CH₂)₇OSO^-₃(H₂O)n(n = 0~6)进行结构优化和频率计算. 从分子水平上研究了CH₃(CH₂)₇OSO^-₃在气液界面上与水分子的相互作用. 计算结果表明6个水分子与极性头以氢键形式构成水合层, 形成的氢键属于中强氢键, 结合能数据表明水合层是稳定的; 随着水分子数增加疏水基链长收缩, 亲水基总电荷增加, S10 — O9 — C8的键角增大, S10 —O11, S10 — O12和S10 — O13的键长缩短.     

dsRNA对家蚕核多角体病毒(BmNPV)复制的抑制作用

以BmNPV复制必需的DNA解旋酶基因和DNA聚合酶基因为靶序列, 人工设计并合成了长度分别为435(A_p1), 300(A_p2)和399 bp(AH)的dsRNAs, 利用TransMessenger^TM Transfection Reagent转染家蚕细胞, 研究其对BmNPV复制的抑制效果. 结果表明, 在野生型病毒BmNPV 感染家蚕细胞实验中, A_p2和A_H这2个dsRNA能够有效地抑制病毒DNA的复制, 并且在转染dsRNA后第4天抑制效果最佳, 它们使病毒滴度(PFU/mL 值)降低了10³~10⁴, 而另外的dsRNA(A_p1)没有明显的抑制效果. RT-PCR和DNA斑点杂交也证实了2种目的基因的表达水平和病毒DNA的量发生了明显的下调. 此外, 用荧光显微镜观察dsRNA在细胞内的定位, 发现在转染24 h后dsRNA开始在细胞核的周围呈不连续的聚集状态.     

遗传算法结合共轭梯度法改进BP算法人工神经网络用于环境雌激素的QSAR研究

目前应用最广泛的BP人工神经网络存在收敛速度低、有局部震荡的危险. 采用共轭梯度法(CG)改进BP算法, 并且结合遗传算法筛选分子描述符, 用于环境内分泌干扰物的定量结构-活性相关 (QSAR)研究, 有效地克服了以上缺点, 得到了稳健、准确的预测模型, 模型的R² = 0.845, 预测集的q²_pred = 0.81, 均方根误差(RMSE) = 0.688. 所得结果说明这种方法能够为筛选有机物的雌激素活性提供一种迅速、可行的工具.     

柔性全有机薄膜场效应晶体管的制备和性能

在聚乙烯基对苯二酸酯基片上依次制备氧化铟锡电极、聚甲基丙烯酸甲酯绝缘层、并五苯半导体层和金电极, 得到了柔性全有机薄膜场效应晶体管, 器件的载流子迁移率为2.10×10^-2 cm²·(V·s)^-1, 开关电流比超过10⁵. 同时研究了柔性全有机薄膜场效应晶体管在不同曲率半径下的性能.     

C4H4Y (Y=O, S)与LiCH3分子间锂键相互作用的密度泛函理论及二级微扰理论研究

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上求得C₄H₄Y---LiCH₃锂键复合物势能面上的3个稳定构型, 频率分析表明, 复合物中C10-Li14在键长增大的情况下发生了反常的伸缩振动频率蓝移. 经MP2/6-311++G**水平计算, 在3个复合物中, 含基组重叠误差(BSSE)及零点振动能(ZEP)校正的单体间相互作用能分别为-45.75, -35.70和 -39.10 kJ·mol_-1. 自然键轨道理论(NBO)分析表明, C₄H₄O和LiCH₃间可以分别形成n-σ 和π-s型两种锂键复合物(复合物Ⅰ和复合物Ⅱ), 而C₄H₄S和LiCH₃间形成的复合物Ⅲ中同时具有π-s和n-s型的锂键相互作用. 另外, 分子中原子理论(AIM)分析也表明, 3种复合物中均存在分子间锂键弱相互作用.     

十二烷基(6)聚氧乙烯醚分子泡沫双层的X射线反射

采用X射线反射法(X-ray reflectometry)测定了十二烷基(6)聚氧乙烯醚(C₁₂E₆)分子所形成的自由站立式(free-standing)泡沫双层的结构参数. 结果表明: 此双层膜中的疏水碳氢链区、极性头区和表面活性剂分子单层之间3个区域的厚度分别为0.90, 1.35和1.31 nm; 电子密度分别为2.4×10^-3, 2.6×10^-3和2.3×10^-3电子数/nm³; 区域之间的界面粗糙度为0.34 nm. 泡沫双层中两极性头区之间不含自由水, 而且其厚度在红外光线的照射下可变薄0.40 nm; 这可能是由于结构水被破坏所致.     

PEO-PHP-PEO发蓝光三嵌段低聚物的合成及在水中的有序聚集

设计、合成了以对六联苯(PHP)为硬段、以聚环氧乙烷(PEO, M_w = 750)为软段的“线团-刚棒-线团”三嵌段低聚物(PEO-PHP-PEO), 这是一个不含侧基的可溶聚对苯撑分子, 不仅溶于氯仿、四氢呋喃等有机溶剂, 而且溶于水. 在水中, 其临界胶束浓度CMC为5.25×10^-4 mol·L^-1, 表面张力γ_CMC为61.29 mN·m^-1. 分子溶解水溶液的最大吸收波长为323 nm, 最大发射波长为432 nm; 聚集体溶液的荧光发射光谱与多晶PHP薄膜的相似, 说明胶束中PHP链段由于疏水相互作用和π-π叠加作用而有序聚集. 该低聚物分子在5.0×10^-3 mol·L^-1水溶液中自组装成直径约为20 nm的棉絮状纳米纤维.     

三核四氢稀土金属有机化合物[Li(THF)4][{(ButCp)2-Er(μ-H)}3(μ3-H)]的合成及晶体结构

[(Bu^tCp)₂Er(μ-Cl)]₂(Bu^tCp = 叔丁基环戊二烯基)与叔丁基锂(Bu^tLi)在四氢呋喃(THF)中按1︰1的摩尔比于−78℃反应, 分离得到了经β-氢消除反应形成的三核四氢稀土金属有机化合物[Li(THF)₄][{(Bu^tCp)₂Er(μ-H)}₃(μ₃-H)] (1). 晶体结构测定表明配合物1具有离子对结构, 阴离子部分由3个(Bu^tCp)₂Er单元组成, 呈三角形排列, 三角形的三边通过3个氢桥连接起来. 另外有一个氢位于三角形内, 以μ₃-H方式和3个Er³⁺离子配位, 每个Er³⁺离子的配位数为9.