胰岛素样生长因子及其结合蛋白的作用机理研究

胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF),主要由IGF1和IGF2、胰岛素样生长因子受体(IGF receptor,IGFR)I型和II型,以及胰岛素样生长因子结合蛋白(IGF binding protein,IGFBP)家族组成.实验中发现IGFBP可以抑制IGF2促肿瘤生长的活性,但二者之间的结合位点并不清晰.计算化学可以对蛋白质的结合亲和力进行预测,在药物设计领域中具有非常重要的作用.因此使用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟对IGFBP6与IGF2之间的结合位点进行了扫描式搜索,通过对RMSD(Root Mean-Square Displacement)、相互作用能、有效吸附残基、接触面积等分析,发现IGF2与IGFBP6的结合位点主要集中于C端结构域,其中Arg、Gln、His、Asp、Glu、Asn等极性残基贡献最多,它们主要通过静电相互作用来促进IGFBP6-IGF2复合体系之间的结合.这些结果不仅有助于构建IGFBP6与IGF2二者相互作用的网络图谱,还可以用于推测IGF家族中蛋白质的未知功能,对了解生命活动的本质具有重要意义.     

二维纳米材料异质结构的原子间相互作用模型

近些年二维纳米材料得到了大量的研究,其中一个热点研究方向是将不同的二维纳米材料堆垛成纳米异质结构,从而实现多功能的纳米器件.这些二维纳米材料可以从面外和面内两个方向上进行堆垛从而形成两类不同的异质结构.在关于这类二维纳米材料及其异质结构的理论研究中,原子间的相互作用起到类似于连续介质力学中本构关系的作用.因此学者提出了多种方案用于描写原子间相互作用,主要包括第一性原理计算和经验势能模型等.本文主要是对比和分析各种描写二维纳米材料及其异质结构的常见经验势能模型,从而为研究人员选择相互作用模型提供一些参考.      

基于腔辅助相互作用的远距离信息传递

提出了一种基于腔辅助相互作用的远距离信息传递的方案.在该方案中,通过让一束相干光和一个囚禁在腔里面的原子进行相互作用,可以使相干光产生一个可控的相位偏移.用这种腔辅助相互作用完成了原子态和光场态之间信息的相互转移.最后我们演示了远距离信息传递方案,该方案在当前实验条件下是可行的,并且在理想条件下,成功的概率几乎为1.     

Towards understanding the carbon trapping mechanism in copper by investigating the carbon-vacancy interaction

We propose a vacancy trapping mechanism for carbon-vacancy (C-V) complex formation in copper (Cu) according to the first-principles calculations of the energetics and kinetics of C-V interaction. Vacancy reduces charge density in its vicinity to induce C nucleation. A monovacancy is capable of trapping as many as four C atoms to form CnV (n=1,2,3,4) complexes. A single C atom prefers to interact with neighboring Cu at a vacancy with a trapping energy of 0.21 eV. With multiple C atoms added, they are preferred to bind with each other to form covalent-like bonds despite of the metallic Cu environment. For the CnV complexes, C2V is the major one due to its lowest average trapping energy (1.31 eV). Kinetically, the formation of the CnV complexes can be ascribed to the vacancy mechanism due to the lower activation energy barrier and the larger diffusion coefficient of vacancy than those of the interstitial C.     

Orientation and Structure of Ionic Liquid Cation at Air/[bmim][BF4] Aqueous Solution Interface

The watermiscible room temperature ionic liquid 1butyl3methylimidazolium tetrafluorob orate （[bmim] [BF4]） is a model system for studying the interactions between ionic liquid and water molecules. In this work the orientational structure of the low concentrated aqueous solution of [bmim] [BF4] at the air/liquid interface was investigated by sum frequency gener ation vibrational spectroscopy. It has been found that at very low concentrations, the butyl chain exhibited a significant gauche defect, indicating a disordered conformation; and the cation ring oriented with a fairly small tilting angle at the surface. When the concentration increased, the cation ring tended to lie flat at the surface, and the gauche defects of the butyl chain decreased due to the intermolecular chainchain interactions and the consequent more ordered interfacial molecular arrangement. Additionally, the antisymmetric stretching mode in the PPP and SPS spectra exhibited a peak shift, showing that there exists more than one kind of orientation or chemical environment for the butyl CH3 group. These results may shed new light on understanding the surface behavior of watermiscible ionic liquids as well as the imidazolium based surfactants.     

分子动力学模拟研究聚乳酸/聚酰胺11共混物的相容性

采用分子动力学(MD)模拟方法在COMPASS力场下,研究了不同质量比(10/90,30/70,50/50,70/30和90/10)聚乳酸(PLA)/聚酰胺11(PA11)共混物的相容性.研究结果表明:不同比例下PLA/PA11共混物的Gibbs自由能变化均大于零,其共混物很难形成均相体系;共混体系结合能的计算以及不同组分分子间C—C原子对径向分布函数的分析揭示了PLA和PA11的相互作用主要源自其分子间的范德华力;此外,模拟得到的所有比例下共混物的Flory-Huggins相互作用参数(χ)均大于临界Flory-Huggins相互作用参数(χcritical),进一步证明PLA与PA11不能形成相容体系。     

新型磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及其与聚合物相互作用

以溴代正烷烃、乙二胺、1,3-丙磺内酯合成了一系列新型磺酸盐型Gemini表面活性剂(SGS-8、SGS-10、SGS-12、SGS-14);采用IR、1H NMR及元素分析等手段对合成产物进行结构表征,并研究了其表面活性,采用等温滴定微量热技术、表面张力法和稳态荧光光谱法研究了SGS-12与聚丙烯酰胺(PAM)的相互作用规律及热力学参数。结果表明,合成的产物纯度较高,具有较低的cmc值和较好的表面活性;SGS-12/PAM混合体系的表面张力曲线和芘探针在体系中微极性的变化表明,二者发生相互作用且形成混合胶束;SGS-12与PAM结合是一个由焓驱动的自发过程,△H和△S均小于0,表明相互作用力以氢键和范德华力为主,合成产物在聚丙烯酰胺分子上的平均结合数为287。     

分子模拟在二氧化碳转化研究中的应用

本文介绍了国内外近年来运用分子模拟技术辅助CO2转化研究的部分工作,主要包括CO2分子在金属原子、团簇、金属表面上的吸附活化以及CO2催化转化的反应路径分析等。分子模拟作为一种有效的分子水平认识工具将在CO2的俘获、封存、利用和储存(CCUS)研究领域中发挥着越来越重要的作用。     

两个3-甲基-2-乙酰吡嗪缩4-苯基氨基脲双核铜Ⅱ配合物的晶体结构及与DNA的相互作用

合成并通过单晶X射线衍射、元素分析及红外光谱表征了配合物[Cu₂（L）₂Cl₂]（1）和[Cu₂（L）₂（OAc）₂]（2）的结构（HL为3-甲基2-乙酰吡嗪缩4-苯基氨基脲）。单晶衍射结果表明,2个配合物中,每个拥有四方锥配位构型的Cu(Ⅱ)离子与来自1个阴离子配体L^-的N₂O电子供体和2个阴离子配位（1中为氯离子,2中为醋酸根离子）,其中1个阴离子为μ²桥联配位模式。荧光光谱结果表明,配合物与DNA的相互作用强于配体。     

3-乙基-2-乙酰吡嗪缩4-苯基氨基脲Ag(Ⅰ)配合物的合成、结构和DNA结合性质

合成并通过单晶衍射、元素分析及红外光谱表征了配合物[Ag₂（HL）（NO₃）₂]_n（1）的结构（HL为3-乙基-2-乙酰吡嗪缩4-苯基氨基脲）。单晶衍射结果表明,配合物1中,HL作为中性四齿配体连接2个Ag（Ⅰ）中心,其中一个Ag（Ⅰ）中心与HL配体中的ON₂供体（羰基O,亚胺N和吡嗪N1原子）和2个单齿硝酸根配位,构成扭曲的四方锥配位构型;而另一个Ag（Ⅰ）离子与1个单齿硝酸根,1个双齿硝酸根和HL配体中的吡嗪N4原子配位,形成扭曲平面正方形配位构型。另外,相邻的Ag（Ⅰ）离子通过桥联的硝酸根离子相互连接形成二维层状结构。此外,配合物1与DNA的相互作用强于配体。