含L-氨基酸的手性聚乙烯胺配体交换树脂的合成

手性配体高分子络合物不仅是色谱法拆分DL-氨基酸的有效固定相,而且对拆分机制的研究,提供了许多便利之处。到目前为止,文献报道的高分子配体络合物骨架,仅限于苯乙烯系、丙烯酰胺系、丙烯酸酯系和乙烯吡啶系。本文研究了在聚乙烯胺树脂上经化学反应引入L-氨基酸并与铜离子络合,生成高分子手性配体树脂。以此树脂为液相色谱固定相,可将DL-苯丙氨酸、DL-组氨酸和DL-色氨酸有效拆分。本文还对影响功能基化反应的诸因素进行了讨论。     

手性聚合物与光学拆分——Ⅲ.DL-组氨酸的配位体交换色谱

配位体交换色谱拆分外消旋α-氨基酸的研究,是苏联学者Davankov等早于七十年代初业已开始的,至今这一方面的研究还很活跃。对用于光学拆分的高分子载体来说,如何得到具有手性识别环境的手性高分子是重要的问题。作者曾经做了手性配体聚合物的合成及用其拆分DL-氨基酸的研究。在我们过去的工作中,用手性树脂Ⅰ、Ⅱ的铜(Ⅱ)络合物去拆     

水稻Bowman-Birk蛋白酶抑制剂基因OsWIP1-2的诱导表达及其抑制活性

克隆了水稻的WIP1基因, 该基因属于Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)家族. RNA杂交实验结果显示该基因的表达受伤害和茉莉酮酸的诱导, 表明它在植物防御反应中起着重要的作用. 将此基因克隆到表达载体pET28a, 并在大肠杆菌中表达融合蛋白. 分别用胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶为底物检测纯化的融合蛋白的抑制活性, 发现融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 但没有对胰蛋白酶的抑制活性; 同时发现融合蛋白C端的融合残基对蛋白酶抑制活性有重大影响, 具有C端(His)₆纯化标签的融合蛋白不具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 而有天然C端序列的融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 这暗示了过长的C末端序列可能会影响WIP1蛋白的正确折叠. 蛋白酶抑制活性分析表明水稻Bowman-Birk抑制剂家族的成员可能在结构和功能上均发生了分化.     

含α-氨基酸功能基的聚苯乙烯-二乙烯苯不对称树脂的合成

应用含α-氨基酸功能基的聚苯乙烯-二乙烯苯不对称树脂能有效地拆分各种α-氨基酸外消旋混合物。与文献[1,2]的方法不同,我们由氯甲基化聚苯乙烯-二乙烯苯树脂经苯胺树脂(anilinium resin)中间体或相转移催化剂与各种光学活性的α-氨基酸进行胺缩合反应,来制备含α-氨基酸功能基的不对称树脂。     

猪胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶的若干种复合物的晶体生长和初步的晶体学研究

胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶的晶体结构是研究得较早、较清楚的蛋白质结晶学成果之一。1970年Stroud等人解出了分辨率为2.7的牛胰蛋白酶的三维结构。1972年Birktoft等人发表了2分辨率的牛胰凝乳蛋白酶的结构数据。1974年Janin等人报道了猪胰蛋白酶的研究成果。这些成果对确定这两种酶的活性中心,探索它们的高效高选择性的催化机理以及关于蛋白质分子的进化等方面的研究起了巨大的推动作用。使人们从分子水平上了解了丝氨酸蛋白酶,为研究酶学理论及分子的进化提供了宝贵的资料。     

双金属协同催化立体发散性合成手性非天然α-氨基酸

手性非天然α-氨基酸是一类重要的化合物,在合成化学和生物医药领域都有十分广泛的应用.通过不对称催化合成高效构建手性非天然α-氨基酸,一直以来都是有机合成化学的研究热点之一,并且已经发展出多种较为成熟的合成途径.其中,最近几年兴起的双金属协同催化策略在该领域取得了巨大的成功.双金属协同催化在很多反应中表现出更高的催化活性,特别是可以通过催化剂的合理组合实现目标产物各种光学异构体的立体发散性精准合成,极大提升了该合成方法的高效与实用性,同时也为相关手性非天然α-氨基酸衍生物及其光学异构体的构效关系研究提供了便捷途径.本文对近年来双金属协同催化的立体发散性合成非天然氨基酸的研究进展进行了归纳,主要介绍该策略在亚甲胺叶立德参与的不对称烯丙基化和不对称炔丙基化反应中的应用,并讨论了相关局限性和发展前景.     

脂肪酶-P450脂肪酸脱羧酶融合蛋白催化的α烯烃合成

α烯烃是一种独特的微生物天然产物.由P450脂肪酸脱羧酶催化的中长链(C_(12)-C_(20))脂肪酸脱羧反应生成的α烯烃因其在生物燃料和生物材料领域的潜在应用前景备受关注.通过将脂肪酶TlL的甘油三酯水解活性与P450脱羧酶OleT_(JE)的脂肪酸脱羧活性偶联,可将油脂原料两步转化为α烯烃.为了提高油脂到α烯烃的转化效率,并降低两种酶的分步制备成本,本研究通过20个氨基酸的linker序列将双酶共价连接形成重组融合蛋白NHis6-OleT_(JE)-linker-TlL(FusC).在大肠杆菌中表达的FusC经镍柱层析纯化后成功实现双功能活性.经气相色谱分析,融合蛋白催化的甘油三酯顺序水解-脱羧偶联反应的产烃率达到31.7%,催化效率相对于双酶游离混合体系明显提升,展现出良好的底物通道效应,具有潜在的实际应用前景.     

N-磷酰化氨基酸在溶液中的定向成肽反应

N-磷酰化氨基酸在没有缩合试剂的水溶液中能够与氨基酸发生成肽反应，利用葡聚糖凝胶柱分离，用电喷雾二级质谱（ESIMS/MS）对产物进行鉴定和分析，结果表明，所有反应体系中均有磷酰化二肽生成，且成肽反应具有方向性；成肽产物的N端氨基酸来自N-磷酰化氨基酸，成肽反应发生在其C端，另外，成肽产物中只有α-羧基参与形成的磷酰化二肽，这表明N-磷酰化对氨基酸羧基的成肽反应具有显著的选择性。量化计算表明室温下溶液中N-磷酰化氨基酸成肽的反应是可行的，溶液中N-磷酰化氨基酸的成肽反应规律对蛋白质起源和生物合成的研究具有启发意义。     

接有亲水性间隔臂和L-脯氨酸功能基的交联聚苯乙烯树脂的合成

L-脯氨酸联接于交联聚苯乙烯载体上,合成出手性螯合树脂(Ⅰ),其铜(Ⅱ)络合物做配体交换色谱固定相,拆分了多种DL-氨基酸。但由于聚苯乙烯的强疏水性,致使氨基酸在色谱过程中传质困难,完成一次拆分操作往往需要数小时。我们认为,在L-脯氨酸与该载体之间插入亲水性间隔臂,可增强相应螯合树脂的亲水性,从而提高氨基酸的传质速度,使其保留     

天然产物中β-位甲基化氨基酸单元的生物合成研究进展

相对于组成蛋白质大分子的20种标准氨基酸,更多的非标准氨基酸(将近500种)被引入天然产物的生物合成中,后者对于天然产物发挥独特的生物学功能具有至关重要的作用.β-位甲基化氨基酸作为一类非标准氨基酸,在一些活性天然产物的生物合成中及初级代谢中也有很多报道.它们的生物合成主要通过3种方式:(1)谷氨酸变位酶催化;(2)甲基转移酶和氨基转移酶联合催化;(3)S-腺苷甲硫氨酸自由基酶催化.本文综述了近年来文献中报道的天然产物中β-位甲基氨基酸单元的生物合成方式,通过代谢工程、合成生物学及酶工程的手段,将有助于提高含有该单元的活性天然产物的产量,同时有助于创造更多含有该单元的非天然-天然产物.     

具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体

80年代化学和免疫学领域中的一项重大发现——催化抗体(抗体酶),把抗体的极其多样性与酶的巨大催化能力等特性结合在一起,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向.利用经过特殊设计并合成的有机分子作为半抗原,联接载体蛋白后免疫动物并经细胞杂交技术,从筛选和分离的单克隆抗体中,成功地获得具有催化功能的抗体.至今已有50多个反应能用催化抗体来催化,对某些反应(如Diels-Alder反应),自然界不存在能催化它们的酶,也能用抗体来催化进行.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.茶普生(1)是一种非常重要的非甾体消炎镇痛药,其S构型的药效为R构型的38倍,研究用抗体催化水解萘普生乙酯(2)来拆分获得S构型的萘普生,具有重要的理论意义和潜在的应用价值.本文简要报道具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体的研究.     

磁场对酪氨酸酶催化活性的影响研究

酪氨酸酶(Tyrosinase)又称多酚氧化酶,广泛存在于人、动物、植物和微生物中,是催化与生物体内黑色素的形成有关的一种含铜氧化酶.该酶分子中含有两个铜离子的结合位置,铜离子存在与催化活性有直接的关系.磁的生物学效应很早就引起了人们的关注,科学家们都试图从各种不同的角度对磁的生物效应进行观察和研究,曾经有人研究了核磁共振对水稻生长发育和增产效应,马逸龙采用生物传感器测定了H场磁化水对细胞内几种酶的活性影响.本文选用了广泛使用的H场磁化杯和流体磁化器,在相同的实验条件下,首次比较研究了两种磁场磁化器对酪氨酸酶催化底物DL-3,4-二羟基苯丙氨酸活性的影响.这一研究对于揭示磁场对生物体系内活性物质的生物活性影响及磁的生物效应有重要的理论价值和实际意义.     

产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)钼铁蛋白α-423~(Ile)位点的突变导致固氮酶催化活性降低

基于前期对固氮酶催化过程中存在两条电子传递通路的推论,探索从与P原子簇共价相连的β-93Cys出发至FeMoco之间重要的氨基酸位点.通过分析固氮酶钼铁蛋白的结构,利用体外定点突变和基因替代技术,将产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)固氮酶β-102Asn,α-431Lys和α-423Ile位点分别替换为β-102Ala,α-431His和α-423Pro,获得Nβ102A,Kα431H和Iα423P突变株.3个突变对细菌固氮生长有不同程度的影响,其中Iα423P突变株几乎无固氮生长,细胞乙炔还原活性显著下降;在42 L发酵罐中培养,其细胞最高固氮酶活性仅为野生型菌株的1/6;qRT-PCR检测发现此突变株nifD基因4倍的上调表达.分离纯化Iα423P钼铁蛋白,其最高C2H2和H+还原水平分别为野生型的13%和21%.根据以上研究结果推论,突变固氮酶的催化活性显著降低,或与直接打破α-423Ile与高柠檬酸长臂之间的氢键有关,推测α-423Ile是固氮酶催化底物还原过程中,电子经高柠檬酸长臂进入活性中心Mo位的入口氨基酸.     

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。     

分子筛上的Knoevenagel反应

丙二酸和醛酮按Knoevenagel反应缩合生成α-烯酸,催化剂通常用吡啶等碱性物质。反应后需分离、回收催化剂和提取产物,步骤颇为繁杂。作者发现芳醛和丙二酸在分子筛催化下极易得到取代苄叉丙二酸化合物;脂肪醛和丙二酸在载有三乙胺的分子筛催化下,可得到β-烯酸,选择性高,是合成β-烯酸的简便方法。     

有机小分子催化的炔丙醇与二氧化碳羧化环化反应

对有机小分子催化二氧化碳(CO_2)与炔丙醇羧化环化合成环状碳酸酯的反应体系进行概述,重点介绍离子液体、CO_2加合物和有机膦在催化炔丙醇羧化环化反应中的研究进展.有机小分子化合物能够与CO_2生成CO_2加合物或者亲核进攻炔丙醇中碳碳三键生成两性离子中间体,从而活化CO_2和(或)炔丙醇底物,催化此羧化环化反应.本文对有机小分子催化此羧化环化反应的机理进行了简要分析和探讨,希望为进一步发展更加高效、绿色的有机小分子催化体系提供一点思路.     

高分子催化剂

高分子催化剂,是对化学反应具有催化作用的高分子.在生物体内所进行的化学反应,几乎全部是酶催化的.酶是由各种氨基酸连结组成的高分子,有的还含有金属离子(金属酶).因此,酶可以说是天然高分子催化剂.酶和一般的催化剂所不同的特点是在常温常压的温和条件下,具有很高的活性和选择性.如     

新型三核双膦胺(PNP)配体的合成及其在乙烯四聚反应中的应用

合成了一个新型的三核双膦胺(PNP)配体并进行了结构鉴定. 该配体与Cr(Ⅲ)及甲基铝氧烷(MAO)组合形成活泼的催化体系用于乙烯四聚制1-辛烯反应. 反应活性高, 催化剂寿命长. 考察了反应温度、Al/Cr物质的量之比及PNP/Cr物质的量之比对反应活性以及对1-辛烯的选择性. 研究了该体系催化下的乙烯四聚反应动力学. 在Al/Cr物质的量之比为100的条件下, 催化活性可达2.29×10⁶ g·mol^-1 (Cr)·h^-1, 对1-辛烯的选择性为49.65%(质量分数).     

手性配体高分子与光学拆分

手性配体高分子是七十年代初出现的新的功能性高分子,它和过渡金属Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)以及Zn(Ⅱ)等金属离子络合形成高分子配合物之后,可对外消旋DL-氨基酸进行立体识别,进而达到光学拆分的目的。就立体识别的机制而言,这无非是底物配体和高分子配体之间的配体交换(取代)反应。然而,这种配体交换反应受制于哪些因素,这并不是一     

甲醇脱氢和选择氧化制备甲酸甲酯的催化剂与反应路径

甲酸甲酯是重要的化学中间体.围绕甲酸甲酯的高效制备,本文总结了甲醇脱氢和选择氧化2种方法所使用的金属和金属氧化物催化剂的结构与其催化性能之间的关系以及所涉及的反应路径,分析了影响反应路径和甲酸甲酯选择性的关键因素.这些认识将有助于设计和构筑具有特定结构和功能的金属氧化物、贵金属以及贵金属-金属氧化物复合催化剂,从而实现甲醇到甲酸甲酯的高效定向转化.