腺苷三磷酸分子的电子结构

腺苷三磷酸(ATP)分子是大家熟知的重要生物分子,它在生命有机体代谢中起着重要的作用,是许多生理过程的主要能源。当ATP水解成腺苷二磷酸(ADP)时,自由能大约变化—9千卡/克分子左右。由于这个水解过程放出这样大的自由能是随着ATP的P—O键切断时而产生的,故称此键为“高能”磷酸键。为了阐明它的生物化学机制,早在1960年就有人应用简单的分子轨道方法,如休格尔(HMO)方法对ATP分子进行研究。后来Boya和Lipscomb用推广的休格尔(EHMO)方法对这分子进行了详细的研究。为了得到更好的结果,有些研究者企图通过用全略微分重叠(CNDO)方法对ATP分子进行研究,但因计算比焦磷酸大的     

环化鸟苷酸构象的计算

环化鸟苷酸(Cyclic GMP)和环化腺苷酸(Cyclic AMP)在生物上具有同样的重要性。它们能影响着某些酶的活性,在代谢控制和调节功能上是重要的,所以,引起人们的很大注意,但应用分子轨道方法,对Cyclic GMP分子构象的研究,至今还未见到,为了了解它的结构和功能的关系和预言它在溶液中的构象,对它进行分子轨道的研究是值得的。本文应用改进的EHMO法(推广的休克尔方法)对Cyclic GMP分子的构象进行了计算。     

“能量货币”不贬值——1997年诺贝尔化学奖

三磷酸腺苷(ATP)是世间所有生命体的能量载体。在细胞中,ATP分子在形成之后1分钟内就消耗掉了。ATP的转换率惊人之高:处在休息状态的人,24小时就消耗相当于自身重量一半的ATP;在激烈运动时,1天能转化多达自身重量20倍的ATP。运动、主动转运、信号放大和生物合成等,只有当ATP不断地由二磷酸腺苷(ADP)再生时才能发生。光能营养生物即植物,靠捕获光中的自由能以形成ATP;而化学能     

转动分子马达：ATP合成酶

生物分子马达处在生命与纳米两学科的交叉点上,注定会成为本世纪基础研究的主角之一。ATP合成酶是最精妙的生物分子马达之一,有关它的研究尽管经历了60多年,但突破性进展出现在最近十年,部分原因是单分子技术的发展,更要归功于物理学家、生化学家及计算学家等的联合交叉研究。本文回顾了ATP合成酶研究的历程,展示了主要成果,也提出了面临的问题。     

分子计算机能取代传统计算机吗?

分子计算计划就是尝试利用分子计算的能力进行信息的处理。换言之 ,就是尝试用分子发展多用途计算机。 1994年 ,Ｌ·阿德拉曼 (Ｌ .Ａｄｌｅｍａｎ)发表了用生物分子 (ＤＮＡ)制造多用途计算机的突破性论文 ,这时分子计算的思想才算真正确立。此后 ,利用ＤＮＡ分子进行计算被普遍称作“ＤＮＡ计算”。除了阿德拉曼所用的方法之外 ,人们曾通过多种途径探索过分子水平上的信息处理 ,但ＤＮＡ计算与先前其他方法的本质区别在于 :它旨在基于普通计算的理论而建造多用途的计算机。这似乎是由ＤＮＡ分子的特性所决定的 ,这种特性就是四个天然碱基…     

杂氮钛三环类化合物的X-射线光电子能谱(XPS)研究

作者曾报道了杂氮三环类化合物中两个重要成员:杂氮硼三环类化合物和杂氮硅三环类化合物的X-射线光电子能谱(XPS)及其EHMO(扩展的休克尔分子轨道)理论计算研究,实验与理论计算均确证这类化合物分子内配位键的存在。     

生物荧光的分析化学应用

近年来生物分析化学方法正日益发展,并越来越多地获得实际应用。新近,借生物荧光现象建立的分析方法就是一种新兴的有效的生物分析方法。经过长期的探索,目前已经知道各种生物荧光体系的详细机理,迄今对分析化学最有用的主要有三个体系:萤火虫荧光素酶,细菌荧光素酶和氧化还原酶以及水母荧光蛋白荧光素酶。例如,借萤火虫荧光素酶测定 ATP(腺苷三磷酸),专一而灵敏,其检测限为10~(-15)摩尔;用细菌荧光素酶和 NAD(P)H:FMN 氧化还原酶[NAD(P)H 指烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的还原形;FMN 指黄素单核苷酸]测     

解偶联蛋白与配基的结合

解偶联蛋白(Uncoupling protein,UCP)是一种质子转运蛋白,它仅存在于棕色脂肪组织线粒体的内膜上,促进质子的跨膜传送,从而使经由呼吸链生物氧化所产生的跨膜质子梯度以热的形式耗散,而不能用来合成腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate,ATP).它在哺乳类动物的非颤栗性发热中起着重要作用,对于新生哺乳动物抵御寒冷环境具有保护作用.解偶联蛋白的质子传送作用受瞟呤核苷二磷酸与三磷酸的调节,当与嘌呤核苷二磷酸或三磷     

“中年地球”的磷循环与生物泵:再谈“沉寂的十亿年”

<正>海洋初级生产力受到主量营养元素磷(P)和氮(N)的共同约束.其中P在基础的生物化学反应中起到不可替代的作用[1],包括组成遗传物质(DNA)、参与能量传输(adenosine triphosphate, ATP)、形成结构支撑(磷脂双分子层与磷酸盐骨骼)等;而N则是蛋白质氨基酸的主要成分.海洋中生物可利用的N(氨和硝酸根)主要来自生物的固氮作用;而P的供给主要依靠陆源输入,即大陆风化作用产生的磷酸根通过河流过程输入.因此, P被认为是地质历史时期海洋初级生产力的主要限制因素[2].     

芳烃负离子基的顺磁共振研究 Ⅵ.芴及其若干2-取代衍生物负离子基

芴为非交替芳烃,它的顺磁共振谱研究不如联苯、稠环等交替芳烃来得成熟,而且由于休格尔(Huckel)分子轨道法对非交替芳烃离子基的电子前线密度值计算有所限制,解释波谱也受到影响。关于芴负离子基的顺磁共振谱研究,曾由Fraenkel等用电极还原法进行了试探,结果芴受阳极氧化而变为芴酮负离子基。这一研究的负结果,说明了芴的中央五元环所具(?)CH_2是较活泼的,但其电子本性如何,有否超共轭效应,值得进一步用顺磁     

三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用及其等离子体共振吸收定量测定

在pH8.0的Tris-HCl介质中,三磷酸腺苷(ATP)能诱导十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包被的正电金纳米颗粒(AuNPs)聚集,引起其表面等离子体共振吸收及等离子体共振散射变化.通过扫描电子显微镜、动态光散射及Zeta电位表征了金纳米颗粒的聚集,讨论了ATP与金纳米颗粒的结合模式,确定了三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用.在此基础上建立了表面等离子体共振吸收定量检测ATP的方法.方法的线性范围为4.0~80μmol/L,检出限为0.82μmol/L.相同浓度的ADP,AMP,UTP,CTP和GTP不干扰测定.方法用于人体尿样ATP的检测,回收率在94.4%~123%之间,相对标准偏差RSD小于2.5%.与传统ATP检测方法相比,该方法简单快速,选择性好.     

微量量热法研究抑制剂对酶的作用——抑制常数(K_i)的测定

腺三磷酶(ATP酶)是一种重要的酶,它与生物体内能量的贮存、释放以及转移等过程有着密切的关系。我们应用量热法,对ICH_2COONa、BrCH_2COONa、ICH_2CONH_2等数种卤素化合物与镁离子激活猪心线粒体可溶性腺三磷酶(F_1)活性抑制作用进行了研究。发现抑制     

图论在量子化学中的应用

图论是一门近年来发展很快的数学分支。它在许多实际问题的分析和计算中的重要作用正日益受到人们的重视。最近,唐敖庆、江元生对量子化学中共轭分子本征多项式的推算总结了三条定理,从而可以用图形理论的方法(以下简称唐-江算法)推算各种共轭分子的本征多     

酶的研究与生命科学(二):氧化酶和ATP酶的研究

生物氧化是机体能量生成的基础,是生命得以维持的基本保证。细胞色素氧化酶的发现开启了现代生物氧化研究的序幕:一方面鉴定了大量氧化酶,从而充实了氧的利用特征;另一方面脱氢酶及辅助因子的鉴定进一步理解了生物氧化的本质为氢与氧结合生成水,同时释放能量促使ATP生成的过程。ATP合酶和Na+,K+-ATP酶的发现推动了对ATP生成和利用机制的研究。许多酶的催化都需要ATP的辅助,如泛素连接酶等,相关研究拓展了对细胞内物质代谢的认识。笔者通过生物氧化(亦称生物能学)发展过程的介绍而展现氧化酶和ATP酶的重要性。     

量子化学从头计算法研究C70的分子静电势

C_(60)和C_(70)是富勒烯家族中最重要的两个成员,几种制备方法获得的富勒烯产物都是C_(60)和C_(70)的混合物.~(13)C-NMR谱观察到C_(70)有5个峰存在,单晶X射线衍射、中子衍射和从头计算研究都一致确认C_(70).是具有D_(5h)点群对称性的外形酷似橄榄球的分子.分子的许多物理化学性质都与其静电势密切相关,分子静电势对于研究分子与带电离子和极性分子的相互作用机制具有重要价值.目前用实验方法直接精确地测量富勒烯球内外的静电势尚十分困难,用非经验的量子化学从头计算法精确地计算富勒烯的静电势是一项十分有意义的课题.最近作者曾用Hartree-Fock/6-31G从头计算法获得了C_(60)的分子静电势,并解释了C_(60)的电子亲合势、低温堆积结构和碱金属掺杂化合物结构等实验事实.本文继续在Hartree-Fock/6-31G从头计算法水平研究C_(70)的分子静电势,并与C_(60)进行对比分析.     

生物高分子规则螺旋结构构型能量的计算

本文以一般生物高分子为对象,依据规则螺旋结构的几何特点,编制了计算这类高分子结构构型能量的计算程序。本文的方法有两个特点:(1)可以计算任意感兴趣长度的链分子的构型能量(若必要的话);(2)可以计算不同种类的生物高分子。文中给出了该程序计算的规则聚糖、多肽和聚核苷酸等几类基本生物高分子构型能量图的结果。     

铁钌双核配合物的合成及其谱学性质研究

近年来,以钌为中心的光诱导分子内电子转移反应引起人们的极大兴趣。这种由简单分子的适当组装所形成的超分子体系中可能出现十分重要的光诱导电子和能量转移过程。在分子器件和生物过程的基础研究中具有重要意义。本文报道从4,5-二氮芴-9腙和二茂铁醛的缩合物以及顺式-Ru(bpy)_2Cl_2出发,成功地合成了二-六氟磷化双(2,2'-联吡啶)4,5-二氮芴-9腙缩二茂铁醛合钌配合物1,并对它的谱学性质进行了研究。     

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     

RNA研发简史：从微不足道到无比重要

核糖核酸(RNA)是一类具有重要生物学功能和临床价值的生物大分子，其基本组成元件是核糖、碱基和磷酸。早在1869年米歇尔就发现了RNA，但直到20世纪50年代科学家才开始对其进行系统研究。功能方面，RNA参与蛋白质合成、作为遗传物质、催化生物反应、调节基因表达等；应用方面，多种RNA药物已研发成功，包括反义RNA、小干扰RNA、适配体、RNA指导的基因编辑和mRNA疫苗等。文章回顾了RNA发现、发展和应用过程，以期能对RNA生物重要性有一个较为全面的理解。     

一种分子溶液构象搜寻方法

大多数化学和生物化学反应或过程是在溶液中进行的,分子溶液构象的研究具有重要意义[1,2].测定分子溶液构象的实验手段主要是核磁共振(ＮＭＲ),但ＮＭＲ方法受实验因素的限制,所测定的分子比较有限;即使由ＮＭＲ得到ＮＯＥ等实验数据,最后也必须借助分子模拟的方法才能将分子溶液构象的三维结构模建出来,因此分子模拟和理论计算方法在分子溶液构象研究中起重要作用.分子溶液构象模拟方法主要有分子动力学(ＭＤ)和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ(ＭＣ)等方法,但这些方法均较为费时[3].为了克服这一缺点,结合系统构象搜寻和ＳＹＢＹＬ/ＳＯＬＶＥＮＴ溶…