分子序列告诉我们什么?——构象功能和进化

本文着重结合我们组的工作,从三方面对分子序列的理论研究进行了评述和展望。一是讨论了分子序列与空间构象的联系,二是讨论了在确定生物大分子空间构象的基础上,建立量子的构象动力学的问题,特别探讨了长时标(～10~(-9)秒)运动的可能机理及几种重要的运动形式,三是评述了从分子序列的统计分析出发,研究遗传语言进化问题的新近进展。     

旋转异构态理论中线型高分子单链的构象配分函数

从小分子的构象态出发,利用旋转异构态理论,对线型高分子链的构象配分函数的得出过程进行了较为直观的分析推导.     

分子构象变换与电磁辐射

讨论了分子构象与电磁场的相互作用,建立了电磁辐射下分子构象变换的量子理论。据此可以解释活体细胞(大肠杆菌酵母菌)生长率对于微波电磁辐射的频率依赖关系。生物体内蛋白质和核酸分子的构象变换对于实现生物功能具有重要意义。已知很多构象变换皆与分子和电磁场的作用有关。例如,视紫红质吸收可见光后,11—顺视黄醛转变成全一反视黄醛,这一构象变换是视觉光化学的基础;生物膜中构成离子通道的蛋白分子在膜电位和离子流的作用下产生构象变换,是通道和闸门开关的物理基础;近年一些实验发现在微波电磁场作用下大肠杆菌、酵母菌等的生长率表现出极有兴趣的频率依赖,有人把这个实验结果和Fr(?)hlich态联系起来,我们认为细胞复制过程中要经过大分子的构象交换,而上述实验则可用电磁辐照下分子构象的跃迁来解释。本文将对分子构象与电磁场的相互作用作一初步讨论,着重于建立电磁辐射下分子构象变换的量子理论。     

视觉光化学过程中的构象电子跃迁

本文应用构象电子跃迁理论讨论了视觉光化学过程中的构象电子跃迁,证明了维生素A从All—Trans构象到11—cis构象的跃迁几率大于到9—cis构象的跃迁几率2.8倍,与实验及自然界前者优于后者较好地符合。     

三重旋转异构态近似模型的高分子链构象性质的研究

研究了三重旋转异构态近似模型的高分子链的构象熵S 、平均构象能〈E〉、g态平均个数〈Wg〉之间的关系,发现构象熵S(以kB为单位)和g 态平均个数〈Wg〉之间存在关系(S)/(η)=η(〈Wg〉)/(η),参数η(η=ε/(kBT))是与温度T、g态构象能ε有关的量.结果表明,当η＞ 0时,构象熵S随g态平均个数〈Wg〉的增大而增大;反之,当η＜0时,构象熵S随g态平均个数〈Wg〉的增大而减小.     

蛋白质热变性现象的研究

从构象渐变的观点,对蛋白质热变性现象进行了系统的分析,发现以前用二态模型无法解释的实验数据,可以用渐变的观点做出合理的解释.给出在实验中可以进一步验证热变性过程具有构象渐变特征的预测结果.     

生物大分子振动和构象的关系

本文讨论了生物大分子振动和构象的关系,给出了考虑振动自由度时大分子系统配分函数的一般形式,并对其意义进行了讨论,指出振动状态将影响大分子的构象状态。将一般公式应用于 Ising 模型,给出了发生相变的条件,可解释流行理论不能解释的一些现象,如温度降低时的螺旋—乱绕转变     

Helfrich弹性理论的推广

生物高分子的空间构象取决于高分子的弹性 ,Helfrich发展了一种手征弹性理论来解释高分子的这种构象 ,取得了很大的成功 .但近来实验表明 ,高分子能够在空间形成新的构象 ,诸如螺旋双稳态现象 ,Helfrich理论在解释这些新现象时遇到了一些困难 .为了解释这种新的现象 ,将Helfrich手征弹性理论从四阶推广到七阶     

蛋白质折迭时标和分子伴侣的一个简单模型

利用大分子构象动力学导出蛋白质折迭的时标，讨论了折迭时间和分子参量的依赖，着重研究了对构象变化中原子团转动惯量的依赖，在此基础上提出了分子伴侣的一个简单模型。     

三级相互作用下Ploy（trimethylene oxide）链的构象性质

基于旋转异构态近似模型,用半经验势函数计算了Ｐｌｏ６链在三级相互作用下构象能,并用三级相互作用近似下的统计权重矩阵方法计算了该链的特征比、偶极矩比等构象性质。结果表明,由三级相互作用近似得到的特征比,偶极矩比比由二级相互作用近似得到的结果有较大的改善,且和实验值较为一致。     

切变速度和Ca~(2+)对再生丝素蛋白溶液构象转变的影响

采用偏光显微镜和拉曼光谱研究了切变速度和Ca2+对再生丝素蛋白水溶液构象转变的影响.结果表明:切变速度和Ca2+是影响再生丝素蛋白溶液性质的两个主要因素,对于同一再生溶液,切变速度增大,溶液中丝素蛋白分子沿切变方向的有序排列也随之增加,丝素溶液更容易从无规线团或α-螺旋向β-折叠转变,并且转变的程度随着剪切速度的增加而加强;透析溶液中Ca2+含量增加,则样品出现偏光现象的临界切变速度有所降低.拉曼光谱显示丝素蛋白分子构象由SilkⅠ向SilkⅡ转变.     

高分子液晶的二维构象和有序性质

将二维高分子液晶的统计问题转化为本征函数为马丢函数的扩散过程，进而讨论其构象以及有序性和相变．理论表明，二维向列相（Ｎ）高分子的构象通常是棒状模型，在各向同性相（Ｉ）时为无规行走模型．其Ｎ－Ｉ相变伴随着构象的棒状－无规线团转变。Ｎ－Ｉ相变是一级的，相变温度为８／９（ａ是色散力系数，ε是弯曲弹性系数），相应的序参数为１／３。     

混凝土结构非线性随机损伤状态的演化分析

从反映结构宏观损伤的非线性状态转移过程出发，建立了在位移控制加载机制下其状态概率，转移速率与屈服应变风险函数之间的关系，通过力学与逻辑分析，导出了结构非线性构形状态概率演化方程，对于简单结构进行了解析求解，并据以研究了结构非线性随机演化的特征，讨论了稳定构形现象，从而为在概率意义上把握结构的非线性能提供了可能。     

非晶合金塑脆断裂转变的控制参数

材料的塑脆断裂转变及机理一直以来都是材料和力学领域的研究热点.近百年来,针对晶体材料的塑脆行为,相继发展了一系列弹、塑性的起裂临界判据及塑脆表征参数.非晶合金作为近年来涌现的一类新型结构材料,因具有优异的力学性能,在国防、空天等领域显示出广阔的应用前景.然而,该材料变形局部化剪切带导致的室温低塑性极大地限制了其工程应用.因此,弄清非晶合金的塑脆断裂行为及转变条件显得尤为迫切.在传统理论的基础上,结合非晶合金固有的特性,目前已发展了塑脆转变的单参数和双参数控制理论.本文将对这些理论进行简要的回顾,进一步揭示这些控制参数的相互关联及非晶合金塑脆转变的实质.     

微晶纤维素硫酸钠溶液的构象

微晶纤维素硫酸钠是一种具有显著抗凝血活性的物质，其抗凝活性与其在溶液中的构象密切相关．为了解其抗凝活性，文中通过旋光度分析、粘度分析和刚果红螺旋一线团过渡分析，研究了微晶纤维素硫酸钠溶液的构象．旋光度分析表明，微晶纤维素硫酸钠在水溶液或弱碱溶液中具有规则的空间构象；由粘度分析也可得出同样的结果；刚果红螺旋一线团过渡分析表明，微晶纤维素硫酸钠在溶液中具有规则的空间构象，同时具有单螺旋结构与高级螺旋结构．     

螺旋手性SWBNNT尺寸对Lys分子手性转变反应限域的影响

用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法, 研究两种构象的赖氨酸(Lys)分子限域在螺旋手性单壁氮化硼纳米管(SWBNNT)内的手性转变机理. 结果表明： 限域 在小管径螺旋手性SWBNNT的Lys分子骨架形变明显; 当两种构象的Lys分子限域在SWBNNT(6,4)时, 旋光异构反应的表观能垒分别为17590,23044 kJ/mol, 旋光异构反应决速步骤的内禀能垒分别为21140,23044 kJ/mol, 来源于质子从手性C向氨基N迁移的过渡态, 比裸反应的决速步骤能垒(252.60 kJ/mol) 低. 即螺旋手性SWBNNT的管径越小, 限域催化作用越明显, 限域在SWCNT(6,4)内具有氨基与羧基间单氢键的Lys分子先旋光异构.     

量子力学和经典力学的关系

讨论了量子力学和经典力学之间的关系,由不确定性原理推出了量子力学过渡到经典力学的宏观过渡条件.     

时间序列下决策表信息系统的最终形态研究

研究时间序列下决策信息表中的记录随时间增加时,属性核的变化趋势及其核属性和决策表信息系统的稳定状态,定义决策表信息系统演化的最终形态,并研究其性质.     

结构几何构造分析规律的灵活应用

分析了“三角”规律与结构几何构造分析四大规律的相互转化关系,以实例说明了“三角”规律在实际工程计算简图中的分析应用。