促红细胞生成素B螺旋表面肽的代谢稳定性结构修饰：设计、合成及其提高的肾保护作用

肾脏缺血缺氧以及再灌注过程都将导致肾小管上皮细胞凋亡,使肾功能严重受损.肾脏的缺血再灌注损伤是移植肾功能延迟恢复的主要原因并能诱导急慢性排斥,影响肾存活率.近年来发现,衍生于促红细胞生成素（EPO）的B螺旋亚基亲水表面序列的肽链（HBSP）,对肾脏缺血再灌注损伤具有显著的保护作用,但其在体内极短的半衰期（约2min）极大地限制了它的临床应用.因此,本研究采用构象约束、全D-构型氨基酸替换和N-端封闭策略,设计了3种类型的EPOB螺旋表面肽衍生物,旨在提高其代谢稳定性环肽的设计采用了对氧化还原稳定的硫醚键和相对刚性的亚砜键两种环合方式.在多肽的合成上,采用微波辅助多肽自动合成和手工合成两种模式有机结合;优化了硫醚环合工艺,应用微波加热进行硫醚环肽的合成,大大提高了产率和效率;利用圆二色（CD）谱确定了亚砜环肽的相对构型.活性实验表明,相对于线性母肽HBSP,本文设计合成的代谢稳定衍生肽对大/小鼠肾脏缺血再灌注损伤均有显著提高的保护作用,且硫醚和R-构型亚砜环肽的肾脏保护活性强于S-构型亚砜环肽.而且,环化确实提高了功能肽的血浆稳定性.因此,本文合成的硫醚环肽一周一次注射剂量等效于线性肽HBSP一日三次剂量对小鼠肾损伤的保护作用.     

Ion Pairing Kinetics Does not Necessarily Follow the Eigen-Tamm Mechanism

The most recognized and employed model of the solvation equilibration in the ionic solutions was proposed by Eigen and Tamm, in which there are four major states for an ion pair in the solution： the completely solvated state, 2SIP （double solvent separate ion pair）, SIP （single solvent separate ion pair）, and CIP （contact ion pair）. Eigen and Tamm suggested that the transition from SIP to CIP is always the slowest step during the whole pairing process, due to a high free energy barrier between these two states. We carried out a series of potential of mean force calculations to study the pairing free energy profiles of two sets of model mono- atomic 1：1 ion pairs 2.0：x and x：2.0. For 2.0：x pairs the free energy barrier between the SIP and CIP states is largely reduced due to the salvation shell water structure. For these pairs the SIP to CIP transition is thus not the slowest step in the ion pair formation course. This is a deviation from the Eigen-Tamm model.     

Wrinkling and Growth Mechanism of CuO Nanowires in Thermal Oxidation of Copper Foil

We report a systematic study on wrinkling and CuO nanowires （NWs） growth in the thermal oxidation of copper foil. Copper foils with thickness of 0.5 mm were thermally oxidized in air at 500℃ for 0.5-10 h. It is found that all the samples have wrinkles and the size of the wrinkles increases with the oxidation time increasing. CuO NWs can grow on both the sidehill and hilltop of wrinkle. The CuO NWs on sidehill are longer and denser than those on hilltop. The growth direction of the CuO NWs on sidehill is not vertical to the substrate but vertical to their growth surfaces. The process of wrinkling and CuO NWs growth can be divided into three stages： undulating, voiding, and cracking. The CuO NWs on both sidehill and hilltop grow at the undulating stage. However, only the CuO NWs on sidehill grow and those on hilltop stop growing at the voiding and cracking stages because of the void in hilltop. The local electric field in a wrinkle at undulating stage was calculated, and it is found that the difference of local electric field strengths between hilltop and sidehill is small, which indicates that the predominant driving force for the diffusion of Cu ion during CuO NWs growth is internal stress.     

化学感觉及其转导机制

化学感觉包括了红辣椒产生的灼烧感、椒样薄荷产生的清凉感、碳酸饮料产生的麻刺感和葡萄酒产生的涩感,是化学物质刺激到感受冷、热、疼痛等神经系统而产生的敏感性反应。化学感觉是一个相对较新的术语,最早称为共同化学感觉,后来又称为三叉神经反应。化学感觉与嗅觉、味觉相互结合形成一种独特的食品香味,尽管其他感官输入(例如质地、色泽和温度等)也参与整个香味形成过程。本文对化学感觉的基本特征、它与嗅觉、味觉的相互作用及其转导机制进行了概括介绍。     

卟啉类化合物与人血清白蛋白相互作用的研究进展

卟啉类化合物与人血清白蛋白的相互作用研究可以为制备新型金属卟啉与蛋白质的结合体及卟啉类化合物的功能开发研究提供重要的理论基础,是当前仿生化学、生物有机、医药化学等领域中的热门研究课题。本文综述了近几年来具有不同结构特点的卟啉类化合物与人血清白蛋白间的相互作用,并展望了该研究方向的发展趋势和应用前景。     

锌电极放电过程及失效机制数值分析

锌-空气电池是一种高能量的电池体系.实验表明, 在大功率工作条件下, 锌电极的材料利用率随电流密度的增加而急剧下降. 为探索其在大功率工作条件下的放电机理, 本文针对这一过程建立了一维数学模型, 通过数值求解模拟多个物理量如离子浓度、传递电流密度、电极孔隙度、固体氧化锌等在电极内部的分布变化情况, 在此基础上分析电极的性能. 数值结果分析表明, 固体氧化锌对电极内质量传输过程的限制是导致电极失效的根本原因. 其析出时间及在电极内部的集中分布位置对电极性能有显著影响; 而仅当其体积分数超过30%-35%的范围后才开始显著限制传质过程. 讨论了电极的优化措施, 模拟表明更高的溶液电导率,更大的电极孔隙度有利于增加大功率工作条件下电极的材料利用率. 但最重要的是保持电极内部氢氧根离子的浓度在一个较高的值,对于封闭式电极可以通过补液实现, 理想情况为设计一个电解液循环式的锌电极.     

联吡啶[3,2-a：2’,3-c]-7-氮杂-吩嗪铜(I)配合物的合成、表征及其与DNA的相互作用

合成了邻菲罗啉衍生物联吡啶[3,2-a:2',3'-c]-7-氮杂-吩嗪(dpapz)及其铜(I)配合物[Cu(dpapz)₂]PF₆, 利用核磁共振氢谱(¹H NMR), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 高分辨质谱(HR ESI-MS)等对合成的化合物进行了表征.采用紫外-可见吸收光谱,荧光光谱, DNA熔解温度实验和循环伏安方法研究了dpapz和[Cu(dpapz)₂]PF₆与小牛胸腺DNA(CT DNA)的相互作用. 配体dpapz与小牛胸腺DNA(CT DNA)作用时未观察到吸收峰红移并且减色效应较小(<30%), 且DNA熔解温度也上升较小(ΔT_m=7.8 ℃), 说明dpapz以沟槽结合的方式与CT DNA相互作用. 而[Cu(dpapz)₂]PF₆与CT DNA作用时, 可观测到较小的吸收峰红移(2-3 nm)和较大的减色效应(>50%), 同时DNA熔解温度上升较大(ΔT_m=11.1 ℃), 表明[Cu(dpapz)₂]PF₆以静电相互作用和部分扦插的方式与DNA结合. 溴乙锭(EB)荧光竞争实验和循环伏安实验进一步证实了这一结论. 配体dpapz和[Cu(dpapz)₂]PF₆与DNA的结合常数分别为2.88×10⁵和5.32×10⁵ mol·L^-1. 光照条件下, [Cu(dpapz)₂]PF₆产生单重态氧的能力与dpapz相当, 但产生超氧负离子自由基的能力要弱于dpapz. 活性氧猝灭实验表明, 超氧负离子自由基、单重态氧和羟基自由基均参与了dpapz和[Cu(dpapz)₂]PF₆对DNA的光损伤作用. [Cu(dpapz)₂]PF₆对DNA的亲和性要高于对dpapz的, 使得[Cu(dpapz)₂]PF₆对质粒DNA的光损伤效率明显强于dpapz.     

模型多肽Trp-Cage折叠形成机制的研究进展

蛋白质折叠是目前结构生物学领域的核心问题之一, 理解蛋白质结构折叠机制及其与生物功能之间的相互关系一直是生命科学家非常重要的研究内容, 并且该研究受到越来越多不同学科领域研究工作者的高度重视. 蛋白质大多数在数十毫秒、微秒或几秒内完成自我折叠过程, 但其折叠过程中所发生的分子结构精细转变却在纳秒甚至更短时间尺度内完成. 由于其折叠时间分辨率的限制, 目前无论是从常规实验还是理论计算角度对其研究都存在一定的难度. 本文首先概述了蛋白质折叠研究在实验和理论模拟方面存在的一些问题,然后以结构典型且可快速折叠的人工设计多肽Trp-cage为例,主要对其折叠过渡温度、折叠形成模型及其肽链上关键氨基酸残基在折叠过程中的作用三个方面进行了详细讨论, 综述了模型多肽Trp-cage的折叠动力学行为分别在实验和理论模拟方面的研究进展. 最后就如何有效化解蛋白质残基间相互作用网络进而降低其折叠机制的复杂性提出了一些新的建议, 不仅有助于阐明该迷你蛋白Trp-cage快速折叠、稳定形成的驱动力成因, 而且也能为蛋白质折叠机制研究和多肽设计提供有益参考.     

磷酸基团在环丙沙星光敏损伤DNA中的作用

利用紫外-可见稳态吸收光谱, 稳态荧光发射光谱和激光光解瞬态光谱实验方法研究了磷酸基团在环丙沙星(CPX)光敏损伤DNA中的作用. 紫外-可见和稳态荧光光谱实验证实了磷酸根离子影响环丙沙星的稳态吸收和发射谱, 实验结果表明磷酸根是通过弱相互作用与环丙沙星结合. 我们还利用激光闪光光解实验分别研究了鸟苷(Gua), 脱氧鸟苷(dG)以及脱氧鸟苷酸(dGMP)对环丙沙星三线态(³CPX^*)的影响, 通过对比实验证实了在环丙沙星光敏损伤dGMP中, 由于磷酸基团的存在, 导致了环丙沙星三线态吸收峰的改变, 从而改变了光敏损伤反应的途径. 通过研究发现, 光敏损伤途径的改变是由于dGMP结构上磷酸基团通过氢键与环丙沙星结合所造成的. 最后, 根据实验结果并对比Gua, dG和dGMP的结构, 提出了一个合理的磷酸基团的作用机理.     

顺铂耐药的分子机制

顺铂被广泛用于多种类型的实体肿瘤的临床治疗.DNA是顺铂的主要靶点,顺铂结合会导致DNA损伤并诱发细胞凋亡.然而,顺铂化疗常常受到内在的和获得性的耐药性的限制.在过去30多年里,大量的研究致力于对顺铂耐药性的理解,并且提出了几种导致顺铂耐药性的分子机制.这些机制显示顺铂的耐药性具有多因素特征.本文系统描述和讨论了顺铂的耐药性机制,包括细胞内药物积累的减少,药物去活作用的增强,DNA修复作用,DNA损伤反应和凋亡通路的变化以及一些间接信号通路的调控影响.