α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的CASTEP模块研究了α, β, γ, δ, ε和η-Bi₂O₃晶型, 计算分析了其几何结构、 能带结构、 电子态密度和光学性质. 结果表明, α, ε和η相均为层状结构, 其中, α和ε相为单层—Bi—O—结构, 而η相为双层—Bi—O—结构; β, γ和δ相为—Bi_m—O_n—交错结构, 其中δ相交错尤为密集, 呈现导体特性. 各晶相的导带均由Bi 6p态构成, 价带由O_2p态起主导作用. 电势电位分析结果表明, 6种晶相价带电位均在H₂O/O₂之下, 具有强氧化能力, 与实验报道的光催化氧化能力大小顺序γ-Bi₂O₃>β-Bi₂O₃>α-Bi₂O₃>δ-Bi₂O₃一致, 而导带还原电位低于H₂/H₂O, 预测纯Bi₂O₃很难具备催化产氢能力. 光学性质分析发现, γ和δ相的起始响应波长较大, 说明其应具备红外激发的性质. 这些结果可为获得偏红外激发和较宽光谱响应的Bi₂O₃材料研究提供理论基础, 为研发和应用Bi₂O₃及其复合物提供重要的指导.     

黑果枸杞叶多糖LRLP3的结构、抗氧化活性及免疫活性

黑果枸杞叶经水提醇沉, 离子交换柱层析和凝胶柱层析分离纯化, 得到平均分子量为79400的均一多糖组分LRLP3. 对该多糖的理化性质、 结构、 抗氧化活性及免疫活性的研究结果表明, LRLP3为多分支结构, 主链为(1→3)βGalp, 大部分半乳糖6位存在分支; 支链由(1→6)βGalp, (1→4)βGalp, (1→3)βAraf, (1→3)αArap, (1→5)βAraf和(1→2,4)αRhap组成, 非还原末端由αAraf, βGalp和βGlcp组成. LRLP3具有较强的还原能力, 可显著清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、 羟自由基和超氧阴离子自由基, 有效抑制Cu²⁺/H₂O₂诱导的蛋白氧化损伤和H₂O₂诱导的细胞氧化损伤. LRLP3在体外对未经诱导和经刀豆蛋白(ConA)或脂多糖(LPS)诱导的小鼠脾细胞增殖均有促进作用.     

质谱法定量测定高密度脂蛋白结合蛋白的糖基化水平

采用质谱法对4种高密度脂蛋白(HDL)的结合蛋白重组人载脂蛋白血清淀粉样蛋白A(SAA)、 α1-抗胰蛋白酶(A1AT)、 α2-人体血清糖蛋白(A2HSG)和A载脂蛋白C3(Apo C3)从蛋白质含量(蛋白的绝对定量)、 位点特异性糖基化(糖肽的相对定量)及聚糖位点占有率等方面进行了研究. 利用四极杆-飞行时间质谱仪(Q-TOF)测量糖蛋白标样酶解产物的二级质谱碎片离子, 用Byonic软件发现了新的糖基化位点信息, 即增加了原位点处聚糖糖型的种类. 对于A2HSG, 新增了N-糖基化156位点上的4种糖型, N-糖基化176位点上的6种糖型, O-糖基化319位点的4种O-聚糖和O-糖基化346位点上的1种糖型. 对于Apo C3, 只有O-糖基化94一个位点, 在此位点上新增了9种糖型. 同时, 调整了用于定量蛋白的多肽, 使得定量更加准确. 采用三重四极杆串级质谱仪(UPLC-ESI-QQQ)研究了4种结合蛋白中多肽和糖肽的多反应监测(MRM)行为, 并重新计算了每种聚糖的位点占有率, 优化了现有的定量方法.     

柳叶五层龙正丁醇提取部分中的3个新酚性成分及其α-葡萄糖苷酶抑制活性

采用多种色谱分离方法从柳叶五层龙(Salacia cochinchinensis Lour)的茎叶中分离得到5个化合物. 通过一维(1D)及二维核磁共振波谱(2D NMR), 包括核磁共振氢谱(¹H NMR)、 核磁共振碳谱(¹³C NMR)、 异核单量子相关(HSQC)、 异核多键相关(HMBC)、 氢氢相关(¹H-¹H COSY)和旋转坐标中的欧沃豪斯增强光谱(ROESY), 以及红外光谱(IR)和电喷雾电离高分辨质谱(ESI-HRMS)等方法, 鉴定其结构分别为Salaciacochinoside A(1), 5'-O-3,4,5-trimethoxybenzoyl-β-D-apiofuranoside(2), 5-methoxy-anticerol A(3), 21α,30-dihydroxy-D∶A-friedooleanan-3-one(4)和21α,26-dihydroxyfriedelan-3-one(5). 化合物1~3为新化合物. α-葡萄糖苷酶抑制活性测试结果显示, 化合物1和3对α-葡萄糖苷酶具有显著的抑制作用, 其IC₅₀值分别为0.32和0.59 μmol/L; 化合物2, 4和5未表现出α-葡萄糖苷酶抑制活性.     

定向Monte Carlo格点搜索算法用于氧化铝团簇(Al2O3)n (n=1~50)的结构搜索

氧化铝纳米团簇在众多技术应用中日益受到重视, 找到其最优结构对进一步的研究非常重要. 本工作提出了一种定向Monte Carlo格点搜索算法用于搜索不同氧化铝晶体(α, θ和δ)内的不同尺寸的氧化铝纳米团簇的结构, 并对结构进行了分析比较. 通过定向移动策略, 定向Monte Carlo格点搜索中每一步都是“有效”移动, 极大地增加了搜索效率. 研究结果发现α氧化铝团簇形成一种多层结构, θ和δ氧化铝团簇形成一种单层薄膜结构. θ和δ氧化铝团簇的二阶能量差分存在奇偶震荡, 偶数尺寸的氧化铝团簇具有相对更高的稳定性. 通过相对能量比较发现相同尺寸下θ和δ氧化铝团簇薄膜结构比α氧化铝团簇结构更稳定, 在对这种薄膜进行第一性原理计算后进一步验证这种薄膜具有良好的稳定性和抗氧化性.     

金属串配合物[MM′M″(dpa)4(Cl)2](M=Co,Ni;M′,M″=Co,Rh)电子输运的理论研究

采用密度泛函理论DFT/BP86方法研究金属串配合物[MM'M″(dpa)₄(Cl)₂] [MM'M″=CoCoCo(1), CoCoRh(2), CoRhRh(3), NiCoRh(4)] 的结构和电子输运性质. 结果表明, 配合物1, 2和4的最稳定自旋态均存在1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{3}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{1}\sigma^{*0}$); 但配合物3具有1个(MM'M″)⁶⁺的离域$\sigma_{3}^{4}$键($\sigma^{2}\sigma_{nb}^{2}\sigma^{*0}$)和2个$\pi_{3}^{5}$键($\pi^{4}\pi_{nb}^{4}\pi^{*2}$), 故Rh—Rh键和Co—Rh键较强; Rh的引入使M—M键增强, Ni的引入则使M—M键减弱, 键强次序为Rh—Rh>Co—Rh>Co—Co>Ni—Co. 配合物14的传输通道均含有π和σ型轨道. 正偏压下, 配合物2和3的电流大于配合物1和4的. 负偏压下, 配合物4中出现负微分电阻效应. 配合物3中形成传输通道的σ_nbα/β和π^*α/β轨道能级分裂明显, (MM'M″)⁶⁺对β自旋的π^*轨道的贡献(88%)比α自旋(74%)的大, 使β自旋的电子更易传输, 具有较好的自旋过滤效应(70%80%).     

亚磷酸锌无机-有机杂化化合物的合成与结构表征

在水热条件下, 以1,6-己二胺为模板剂合成了一个三维(3D)亚磷酸锌无机-有机杂化化合物(C₆N₂H₁₆)_0.5ZnHPO₃(ZnHPO-CJ15), 并对其单晶结构进行了解析. 结果表明, ZnHPO-CJ15晶体属单斜晶系, P2₁/c空间群, a=1.19587(7) nm, b=0.82766(5) nm, c=0.77756(5) nm, α=90.00°, β=95.8370(10)°, γ=90.00°, V=0.76562(8) nm³, Z=1. ZnHPO-CJ15具有层柱状结构, 其骨架结构是由ZnO₃N四面体和HPO₃假四面体连接构成的二维4×8元环网层结构, 层与层之间由1,6-己二胺分子与Zn配位柱撑连接形成三维结构.     

白山毛桃根抗脑胶质瘤活性成分及其纳米胶束的制备

采用溶剂提取和萃取方法得到白山毛桃根乙酸乙酯、 正丁醇和水层萃取物. 通过噻唑蓝(MTT)比色法考察了各萃取物对脑胶质瘤细胞U87MG活性的抑制作用. 采用高效液相色谱(HPLC)指纹图谱法比对确认活性部位的主要化学成分为2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸. 采用溶剂挥发法制备了2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束, 对其包封率、 粒径及ζ电位等进行了表征, 并考察了其抗肿瘤活性. 体外细胞实验结果表明, 白山毛桃根乙酸乙酯萃取物对脑胶质瘤细胞U87MG具有抑制作用, 通过与标准品比对确认2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸为乙酸乙酯部位的主要成分, 且该成分对脑胶质瘤细胞活性具有较强抑制作用. 通过溶剂挥发法制备的2α,3α,4-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束包封率为64.7%, 粒径为20 nm, 粒径分布宽度(PDI)为0.246, ζ电位为-5.7 mV. 细胞实验结果进一步证明, 与单体化合物相比, 2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束对脑胶质瘤细胞活性具有更强的抑制作用, 为白山毛桃根在脑胶质瘤治疗中的应用提供了实验依据.     

新型咪唑[2,1-b][1,3,4]噻二唑衍生物的合成及生物活性

合成了18个新型含苯并噁/噻唑啉酮结构的2,6-二取代咪唑[2,1-b][1,3,4]噻二唑衍生物5a~5i', 即2-[(2-苯并噁/噻唑啉酮-3-基)甲基]-6-芳基-咪唑[2,1-b][1,3,4]噻二唑. 利用红外光谱、 核磁共振和元素分析对化合物的结构进行了表征. β2-肾上腺素受体(β2-AR)拮抗剂钙流筛选结果表明, 部分目标化合物对β2-AR具有明显的拮抗作用, 其中化合物5c'的拮抗效果最高, 为70%. 这些化合物可作为潜在的β2-AR拮抗剂.     

嗜热蛋白酶PH1704别构中心量子化学计算与突变体动力学

通过量子化学计算, 确定嗜热菌Pyrococcus horikoshii OT3的PH1704蛋白酶别构位点的关键残基为Arg113, Tyr120和Asn129. 其中, Arg113及Asn129与别构抑制剂结合, 参与别构调控. Tyr120残基位于亚基交界面附近, 并与亲核残基Cys100之间以氢键相连, 可通过影响亚基聚合来影响酶的亲核催化. DJ-1超家族的4种构建蛋白的结构显示, 120位点位于亚基交界面处, 影响亚基的聚合, 进而影响蛋白酶的活力, 并间接参与别构调控. 分子生物学实验显示, 突变体R113T/Y120P/N129D的k_cat/k_m(L·μmol^-1·min^-1)值是野生型k_cat/k_m值的6倍, h系数由野生型的0.86转变为1.3, 负协同效应消失. 113和129位点处阴离子别构剂脱离, 从而破坏113, 120和129位点间的封闭环结构, 使AC交界面α7螺旋(124~129, 524~529)间聚合度增强; 120位点残基由Tyr转变为Pro, 与Cys100间氢键断裂, 亲核进攻的阻力减小, 从而使酶活力提高, 别构负调控消失.     

基于β-环糊精的多肽支臂星状聚合物的制备及性能

以β-环糊精(β-CD)为起始原料, 通过磺酰化及乙二胺基取代等过程, 制备具有端氨基的中间体β-环糊精(6-en-β-CD); 再以6-en-β-CD为引发剂, 通过赖氨酸N-羧基环内酸酐(Lys-NCA)和谷氨酸N-羧基环内酸酐(Glu-NCA)的混合开环聚合(ROP)和脱苄氧羰基(Cbz)保护等反应, 制备了以β-CD为核、 混聚多肽为支臂的星状聚合物[6-聚(谷氨酸-赖氨酸)-β-CD]. 以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、 核磁共振波谱(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对星状聚合物及中间体结构进行表征; 同时采用圆二色光谱(CD)和噻唑蓝(MTT)法对该聚合物的二级结构和体外毒性进行了考察. 结果表明, 所得星状聚合物的重均分子量(M_w)为4626, 多分散系数(PDI)为1.10, 平均聚合度(DP)为27.1; 在水溶液中星状聚合物的二级结构是无规则线团; 在5 mg/mL浓度下, 细胞存活率可达到94%以上, 没有呈现明显体外细胞毒性, 具有潜在的药用前景.     

重组嗜热β-葡萄糖苷酶转化稀有人参皂苷Rd和CK

利用高效液相色谱(HPLC)法, 对重组嗜热β-葡萄糖苷酶(Fpglu1)转化稀有人参皂苷(Rd和CK)进行研究, 并表征了其催化动力学参数. 利用同源模建和分子动力学模拟等生物信息学技术, 探究了Fpglu1转化人参皂苷的结构基础及其相互作用. 结果表明, Fpglu1能够水解人参总皂苷生成稀有皂苷Rd和CK, 其催化人参皂苷Rb₁, Rb₂和Rc的K_m值分别为0.318, 1.840和5.269 mmol/L; 酶的转换数(k_cat)值分别为144.191, 0.572和0.011 s^-1. 当转化时间分别为6和102 h时, Rd和CK的产率达到最大, 分别为60%和93%. 通过对该酶的结构预测及皂苷分子的对接研究发现, 底物位于由疏水性氨基酸构成的底物口袋中, 氨基酸残基Glu194和Glu367是参与催化作用的关键, 且实验测得的酶促反应动力学参数(K_m)与对接的相互作用能量值存在线性关系.     

桥连双(酮亚胺)和双(二酮亚胺)及其铝配合物的合成与催化活性

通过桥连双β-二酮类化合物与取代苯胺反应, 合成了5个新的桥连双(β-单酮亚胺)化合物(1~5)和2个新的桥连双(β-二酮亚胺)化合物(6,7), 它们与三甲基铝反应, 得到了相应的3个双(β-酮亚胺基)二铝配合物(8~10)和2个双(β-二酮亚胺基)二铝配合物(11,12). 采用核磁共振、 红外光谱和质谱等对这些化合物进行了表征, 通过X射线单晶衍射分析证实了铝配合物的结构, 并考察了这些铝配合物在ε-己内酯开环聚合反应中的催化活性.     

α-氨基酸及其酯化物侧链对其β-环糊精复合物稳定常数的影响

为了探索α-氨基酸及其酯化物的侧链R基团对其与环糊精非共价复合物结合强度的影响, 将一定摩尔比的β-环糊精(β-CD)分别与L型正缬氨酸(n-Val)、 亮氨酸(Leu)、 苯丙氨酸(Phe)、 天冬氨酸(Asp)、 天冬氨酸-4-苄酯(Asp-4-benzyl ester)和天冬氨酸-4-叔丁酯(Asp-4-t-butyl ester)在室温下混合, 反应平衡后采用电喷雾电离质谱进行竞争反应检测, 并以改进的质谱滴定结合曲线拟合法计算结合常数. 结果表明, 它们均可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物. 在2组竞争反应中, 复合物的结合强度顺序分别为[β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]⁺>[β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]⁺>[β-CD∶Asp+H]⁺以及[β-CD∶Phe+H]⁺>[β-CD∶Leu+H]⁺>[β-CD∶n-Val+H]⁺. 质谱滴定曲线拟合法测得[β-CD∶n-Val+H]⁺, [β-CD∶Asp+H]⁺, [β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]⁺, [β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]⁺, [β-CD∶Leu+H]⁺和[β-CD∶Phe+H]⁺的稳定常数(lgK_st)分别为1.81, 2.54, 3.14, 3.26, 3.36和3.67, 结合强度依次增强. 竞争反应的定性分析结果与质谱滴定定量法测得结合强度结果的趋势一致. 由于所选用的α-氨基酸及其酯化物客体的羧基端(—COOH)和氨基端(—NH₂)均相同, 且都为亲水基团, 仅有侧链R基团不同, 因此在溶液中客体分子受疏水驱动与β-CD主体靠近并结合时, 侧链R基团的疏水力和极性2个因素起重要作用. 由于客体分子体积小, 其碳端的羧基还可与β-CD大口或小口边缘的羟基形成氢键, 使复合物更加稳定.     

3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑的合成及抗菌活性

以自制的5-取代芳基-4-氨基-3-巯基-1,2,4三唑为底物, 经糖基修饰后, 在甲醇钠/甲醇/二氯甲烷体系中经水解脱除糖环上的乙酰基, 得到9个新化合物5-取代苯基-4-氨基-3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑(6a~6i), 其结构经核磁共振波谱(¹H NMR, ¹³C NMR), 红外光谱(IR)和高分辨质谱(HRMS)确认. 生物活性测试结果表明, 目标化合物对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌、 枯草芽孢杆菌和白色念珠菌均显示出良好的抑菌活性. 化合物6g对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌、 枯草芽孢杆菌和白色念珠菌的最小抑菌浓度分别达到2, 8, 32和8 μg/mL, 抑菌效果接近或优于对照药物三氯生和氟康唑. 利用Autodock程序研究了目标化合物(6a~6i)与大肠杆菌烯脂酰还原酶(FabⅠ)受体蛋白分子的相互作用和结合自由能变化规律.     

Inhibitory Activity and Mechanism Investigation of Hypericin as a Novel α-Glucosidase Inhibitor

α-glucosidase is a major enzyme that is involved in starch digestion and type 2 diabetes mellitus. In this study, the inhibition of hypericin by α-glucosidase and its mechanism were firstly investigated using enzyme kinetics analysis, real-time interaction analysis between hypericin and α-glucosidase by surface plasmon resonance (SPR), and molecular docking simulation. The results showed that hypericin was a high potential reversible and competitive α-glucosidase inhibitor, with a maximum half inhibitory concentration (IC₅₀) of 4.66 ± 0.27 mg/L. The binding affinities of hypericin with α-glucosidase were assessed using an SPR detection system, which indicated that these were strong and fast, with balances dissociation constant (KD) values of 6.56 × 10⁻⁵ M and exhibited a slow dissociation reaction. Analysis by molecular docking further revealed that hydrophobic forces are generated by interactions between hypericin and amino acid residues Arg-315 and Tyr-316. In addition, hydrogen bonding occurred between hypericin and α-glucosidase amino acid residues Lys-156, Ser-157, Gly-160, Ser-240, His-280, Asp-242, and Asp-307. The structure and micro-environment of α-glucosidase enzymes were altered, which led to a decrease in α-glucosidase activity. This research identified that hypericin, an anthracene ketone compound, could be a novel α-glucosidase inhibitor and further applied to the development of potential anti-diabetic drugs.     

γ-环糊精对二甲戊灵的包合作用

以γ-环糊精(γ-CD)为主体, 采用饱和水溶液法对客体二甲戊灵进行包合. 采用紫外光谱以等摩尔连续变化法确定包合物的包合比为1∶1; 红外光谱证明二甲戊灵的部分苯环结构可能进入了γ-CD的空腔; 热分析结果证明包合作用提升了二甲戊灵的熔点; 粉末X射线衍射谱图中新衍射峰的出现说明形成了新物相; 扫描电镜则直观展现了包合物的外观. 以上结果均表明形成了γ-CD-二甲戊灵包合物, 其包合平衡常数K=1123.99 L/mol. 包合作用使二甲戊灵的熔点从54 ℃升至75 ℃, 溶解度提高了约11.5倍, 包合物热贮稳定性达标, 为进一步将其加工成其它水基化农药剂型提供了可能.     

α-芳基-α-羟基酮(酯)与全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系不期望的氧化反应

研究了全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系与α-芳基-α-羟基酮(酯)化合物不期望的氧化反应, 以中等到优良的收率生成了相应的1,2-二酮(α-酮酸酯)产物. 所用全氟烷基磺酰氟为全氟正丁基磺酰氟或全氟正辛基磺酰氟; 碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU). 提出了一种可能的反应机理. 为制备芳基取代的1,2-二酮(或α-酮酸酯)化合物提供了一种新方法.     

β-酪蛋白淀粉样纤维沉淀的形成及影响因素

利用硫磺素T(ThT)荧光分析法和透射电子显微镜检测β-酪蛋白形成淀粉样纤维沉淀(Fibril)的动力学过程, 研究了磷脂和硫酸肝素对其Fibril形成的影响. 实验结果表明, β-酪蛋白在65 ℃下, pH值为5.4~9.0的范围内, 加热252 h以上, 并未形成Fibril, 说明β-酪蛋白是一种很好的分子伴侣, 在高温、 弱酸和弱碱条件下均不形成淀粉样纤维沉淀. 甘油磷酸胆碱D6PC和D9PC可以显著地促进β-酪蛋白的Fibril的形成, 说明一定条件下蛋白质可能与细胞膜之间存在相互作用而导致其二级构象的转变. 硫酸肝素对β-酪蛋白形成Fibril具有促进作用, 在炎症组织中, 硫酸肝素表达量的增加有可能促进β-酪蛋白形成Fibril, 说明乳腺炎与乳腺中的Corpora Amylacea的形成存在一定的联系.