生命起源中的对称性破缺

生命起源中的对称性破缺——生物分子手性均一性,是生命科学中的长期未解之谜。自然界中组成蛋白质的20种氨基酸(除甘氨酸无不对称碳原子外)全部是L型,组成RNA,DNA中的核糖却全部是D型。对蛋白质和核酸的手性、分子构型(D和L)和旋光(+和-,右旋光和左旋光)概念作了阐明。对当前国际上最著名的两大学说—β粒子极化和手性分子的相互作用与萨拉姆假说以及国内外的研究工作,结合科研组10几年来的实验研究和理论观点作了较为全面的评述。     

一种氨基酸分子识别主体的合成及其表征

合成了一种新的氨基酸分子手性识别主体N－2－（L－苯丙氨酸）－N，N’－1，3－（邻氨基苯胺）－1，3－二酮（简称L）合锌（Ⅱ）。经红外图谱、元素分析及旋光测定结果表明产物为预期的目标产物。通过紫外可见光谱分析表明该主体对D型、L型氨基酸分子有手性识别作用。     

基本培养基中芳香族氨基酸和维生素对D-核糖生产的影响

考察了芳香族氨基酸和维生素对转酮醇酶缺失的枯草芽孢杆菌生长以及D-核糖生产的影响.实验结果表明:L-酪氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、生物素、烟酸、吡哆醛的添加能改善菌体生长,提高D-核糖产量,特别是烟酸作用尤其明显.在单因素实验基础上,采用响应面分析方法对培养基中的维生素添加量进行了优化,确定最佳培养基组成.在此优化培养基中D-核糖质量浓度达到(23.4±0.39)g/L,与预测结果一致,是不添加维生素时核糖产量的2.31倍,D-核糖对葡萄糖的得率达到0.353 mol/mol.     

新型鹅去氧胆酸类手性分子钳对氨基酸甲酯的手性识别

利用紫外可见光谱差光谱滴定法考察了新型鹅去氧胆酸分子钳1～4对D／L氨基酸甲酯的对映选择性识别性能。结果表明，分子钳1～4对所考察的氨基酸甲酯均具有识别能力，主客体形成1：1型超分子配合物，并且这类主体对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别，从主客体间的大小形状匹配及几何互补关系等方面对这些受体的识别能力及对映选择性进行了讨论。     

手性联苯二甲酸分子裂缝对氨基酸衍生物的对映选择性识别

用差紫外光谱滴定法考察了新型分子裂缝1-3对D／L．氨基酸甲酯的手性识别性能,测定了主客体间的结合常数（k）和自由能变化（△G°）．结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推劫力为氢键,范德华力等的协同作用．讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释．     

基于理性设计的烟酰胺核糖激酶活性提升及应用

烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide, NMN)是NAD⁺的前体,补充NMN可有效恢复体内NAD⁺水平,并改善与NAD⁺下降相关的病理状态和疾病.目前NMN主要通过酶法生产,但是酶的催化活性较低,使得酶法合成NMN的成本仍然较高.来源于人的烟酰胺核糖激酶NRK1可以催化ATP和烟酰胺核糖合成NMN,因此,以提升烟酰胺核糖激酶NRK1的催化活性为目的,利用理性设计的策略和定点突变技术,通过氨基酸序列比对和结构分析,设计了NRK1的2个突变体NRK1(T47V)和NRK1(N62D),并在大肠杆菌中成功表达.实验表征发现,二者的催化特性均得到了提升,且NRK1(T47V)具有更好的催化特性,其活性较NRK1提高130%,催化效率k_cat/K_m和稳定性分别较NRK1提高了100%和20%.在较大反应体系中反应100 min时,NRK1(T47V)催化底物烟酰胺核糖的转化率为78%,较NRK1提高15.4%,产物NMN的产量为4.13 g/L,较NRK...     

芹菜夜蛾核型多角体病毒D克隆株DNA片段的克隆与鉴定

实验提取芹菜夜蛾核型多角体病毒D克隆株DNA，5种限制性内切酶消化，并对Eco RⅠ酶切片段进行分子克隆．结果表明，芹菜夜蛾核型多角体病毒D克隆株分子量为113．78kb；实验成功克隆出10个病毒DNA Eco RⅠ酶切片段．上述结果为芹菜夜蛾核型多角体病毒D克隆株的分子生物学分析提供了基础材料．     

基于双氰基茚满二酮吸电子单元的非对称小分子给体的合成及其光伏性能

采用双氰基茚满二酮为吸电子单元，分别以苯并二噻吩并吡咯和4,4’-二甲基三苯胺为给电子单元，设计合成了两种具有给电子-吸电子(D-A)型结构的非对称小分子给体材料D1和D2;通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两个小分子给体的光学性能及电化学性质，并考察了由这两个小分子和C₇₀制备的全小分子有机太阳能电池的光伏性能.研究结果表明：含有稠环给电子单元的小分子给体D1比含有三苯胺给电子单元的D2具有更宽的光学吸收、更低的最高占据分子轨道能级和更好的光伏性能；以D1和D2为给体、C₇₀为受体的可真空蒸镀有机太阳能电池的最高光电转换效率分别为5.03%和3.78%.     

D-葡萄糖酸钠对D-核糖发酵的影响

枯草芽孢杆菌转酮酶缺陷突变株不能以 D-葡萄糖酸为唯一碳源生长 ,但其作为 D-核糖的前体则是有效的。固定碳源总量 ,利用 D-葡萄糖与 D-葡萄糖酸钠混合碳源发酵 ,在12 0 g/ L的 D-葡萄糖酸钠浓度时 ,菌体生长明显受到抑制 ,发酵在 4 0 h时结束 ,D-核糖产量达 18.8g/ L ;在 30 g/ L的 D-葡萄糖酸质量浓度时 ,发酵 72 h,D-核糖产量达 6 8.5 g/ L。     

3,3,′4,4′-偶氮苯四甲酸配合物的合成、结构与表征

合成了3,3,′4,4′-偶氮苯四甲酸(H4L)及锰的配合物[Mn2L(H2O)10].4H2O,并用元素分析、荧光光谱、XRD粉末衍射和单晶衍射仪对它们进行了表征。研究结果表明化合物H4L.2H2O通过O-H…O氢键的作用构成2D的网络结构;配合物[Mn2L(H2O)10].4H2O中心锰离子为六配位,其中溶剂分子水和配体L均参与配位,分子间通过O-H…O氢键构成了1D的Z字链结构,而1D链之间通过O-H…O和O-H…N形成2D的网络结构。配合物具有很好的荧光特性。     

结合适配体技术的磁性粒子表面蛋白分子印迹材料研制

本文将具有高度特异性的生物分子核酸适配体引入分子印迹技术,并结合磁性纳米粒子材料比表面积大、操作简便性和易于修饰性于一体,制备出了新型蛋白分子印迹材料.首先获得性能更好的硅烷化的磁性微球,之后加入功能单体、交联剂和衍生化适配体,以溶菌酶为模板分子,制备出磁性溶菌酶蛋白分子印迹适配体-纳米粒子.实验结果显示,不同材料的蛋白吸附能力顺序由高到低分别为结合适配体的蛋白印迹材料,结合适配体的非蛋白印记材料,蛋白印迹材料和无适配体的非蛋白分子印记材料.初步研究表明,适配体与磁性粒子的结合可以有效提高蛋白质分子印迹材料的印迹效果.     

芽孢缺失对D-核糖产量的影响

利用原生质体紫外线诱变的方法处理转酮酶缺陷型短小芽孢杆菌,选育到一株丧失芽孢形成能力的转酮酶缺陷型短小芽孢杆菌,摇瓶培养D-核糖平均产量达到66g/L,较出发菌株提高38%.研究表明,芽孢生成缺陷有利于D-核糖的产生,筛选芽孢生成能力缺陷的菌株是选育D-核糖高产菌株的有效手段.     

在对映異构中用手势法判断R.S构型

<正> 分子的立体构型是其原子在空间的排布方式。确定分子的构型对于立体化学、反应历程、生理活性物质的功能以及药物的生理作用等方面的研究都具有重大意义,含有手性中心的化合物都具有旋光性,它们的对映体的空间构型常用两种方法标记:D、L法和R、S法。本世纪五十年代以前,旋光异构体的构型用D、L法。由于它是与标准物的构型相联系或对照得到的构型,故为一种相对构型方法。在已经取得构型联系的各类化合物中,特别是在糖类     

龙葵(S.nigrum L.)幼茎表皮离体培养研究

我们首次用龙葵(S.nigγum L.)表皮及皮下1—6层细胞为实验材料,成功地建立起了簿细胞层离体培养系统。单独使用2,4—D(0.5mg/L)时,只能产生愈伤组织,不能分化出芽和根。当2,4—D(0.5mg/L)与6—BA(3—5mg/L)配合使用时,分化出芽;6—BA浓度低于1gm/L时,只能得到愈伤组织,无芽或根的形成。     

氨基甲酸酯型石胆酸裂口分子的手性识别性能研究

用差紫外光谱滴定法考察了新型裂口分子1～3对D/L-氨基酸甲酯的手性识别性能.测定了主客体间的结合常数(kα)和自由能变化(△G°).结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用, 其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推动力为氢键,范德华力等的协同作用.讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释.     

氨基甲酸酯型石胆酸裂口分子的手性识别性能研究

用差紫外光谱滴定法考察了新型裂口分子1-3对D／L-氨基酸甲酯的手性识别性能,测定了主客体间的结合常数（kα）和自由能变化（△G°）．结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推动力为氢键,范德华力等的协同作用．讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释．     

新的噻二唑型猪去氧胆酸分子钳的微波合成

在微波辐射条件下,以猪去氧胆酸和1,3,4-噻二唑为原料,设计合成了10个含噻二唑结构单元为手臂的新型猪去氧胆酸分子钳,其结构经1H NMR,IR,ESI-MS及元素分析确证.通过微波法和常规法的对比发现,使用微波法后,产率从38 ～48％提高到80～91％,反应时间从1800 ～2400分钟缩短到40 ～ 50分钟.利用紫外光谱滴定法考察了主体化合物对D/L-亮氨基酸甲酯,D/L-苯丙氨基酸甲酯的识别性能.实验结果表明,这类分子钳对D-氨基酸甲酯有良好的识别性能.     

鹅去氧胆酸分子裂缝对手性分子的识别性能研究

利用紫外可见光谱差光谱滴定法考察了新型鹅去氧胆酸分子裂缝1~4对D/L氨基酸甲酯的对映选择性识别性能.结果表明,分子裂缝1~4对所考察的氨基酸甲酯均具有识别能力,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别.受体与底物间的大小、形状匹配,微环境效应等对识别性能均有重要影响.识别作用的主要推动力来自受体与底物之间的互补氢键,受体与底物芳环之间的π-π堆叠作用等非共价键作用力的协同作用.     

LB膜技术和非线性光学效应

带强极性集团的高分子染料 A 与极性较弱的高分子材料 B 构成的 ABAB…交替型 LB膜(?)是一种热力学稳定性较高的非中心对称材料。小角 x 光衍射及光学二次谐波(SHG)方法发现,Cadmium arachidate 分子的分子膜的加入,构成 ABAB…CC…ABAB…CC…型多层 LB 膜,是一种稳定性较好的非中心对称膜。     

苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子光伏材料合成与性能研究

以苯并噻二唑为中心给体,利用Suzuki偶联和Knoevengel缩合等经典有机反应将吸电子基团氟原子和氰基引入到分子末端,完成了两个未见报道的以苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子化合物2F-TT-BT和2CN-TT-BT的合成,其化学结构通过核磁和高分辨质谱予以证实.通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论计算对其光物理和电化学性质进行了实验及理论的研究.研究表明,合成的小分子材料对太阳光的吸收可覆盖整个紫外-可见吸收范围,具有与PC61BM相匹配的HOMO和LUMO能级,满足了溶液过程有机太阳能电池制备的基本要求.初步探索了材料的光伏性能,以小分子2F-TT-BT为给体,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/2F-TT-BT:PC61BM(质量比1∶2)/Al的体异质结(BHJ)太阳能电池,能量转换效率为0.53%,实验结果表明此类小分子是潜在的有机太阳能电池材料.