大肠杆菌乙酰羟基酸合成酶Ⅰ和Ⅲ同源及异源催化亚基与调控亚基的相互作用

本文采用表面等离子体共振技术（SPR）对大肠杆菌来源的乙酰羟基酸合成酶（Acetohydroxyacid synthase，AHAS）Ⅰ和Ⅲ同源及异源催化亚基与调控亚基的相互作用进行了研究．研究结果表明。AHASI催化亚基与调控亚基的结合（Ko=1．13×101mol／L）比AHASIII的亚基结合要强（KD=5．29×10^-7mol／L）．在异源的催化亚基和调控亚基间观察到很强的结合作用，并且调控亚基对异源催化亚基的活性也有激活作用．SPR与酶动力学研究结果表明，异源重组酶的动力学性质与同源重组酶的性质相似．这表明AHAS Ⅰ的调控亚基可以用ALIAS Ⅲ的调控亚基替换，反之亦然．本文的研究工作有助于更深入理解AHAS的调控机制．     

[Co~Ⅰ(CO)(dppe-P,P′)_2]_2[Co_2~Ⅱ(μ—dppeo)Cl_6]·2CH_3OH的合成和结构

合成了混合价态多核羰基钴离子对配合物[Co~Ⅰ(CO)(dppe-P,P′)_2]_2[Co~Ⅱ(μ-dppeo)Cl_6]{dppoo=双二苯基膦基乙皖Ph_2P(O)CH_2CH_2P(O)Ph_2}。用X射线衍射法测定了其晶体学参数为a=11.761(3),b=12.860(2),c=21.428(3) ,α=81.45(2),β=82.47(2),γ=79.84(2)°,三斜晶系,PI空间群,Co~Ⅰ和Co~Ⅱ具有不同的配位构型,量子化学计算结果解释了该配合物稳定的原因。     

为光调控核酸结构设计合成偶氮分子开关

为了设计高效稳定的偶氮分子开关,本文合成了一系列偶氮分子,并对其性质进行了鉴定。实验结果表明,在偶氮苯分子的对位或间位引入诱导拉电子基团可以得到好的分子开关。然后,本文设计合成了3,3’-二甲羟基偶氮苯并将其引入核酸序列中,发现这个偶氮分子开关可以有效的可逆光调控发卡构型核酸的结构,并且它的顺式构型在生理温度下具有很好的热稳定性。     

N-(5'-溴-4'-取代嘧啶-2'-基)苯磺酰脲化合物的合成和生物活性

乙酰羟基酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase,AHAS,EC 4.1.3.18)是植物和微生物中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成途径的一个关键酶,以AHAS为靶标的磺酰脲类除草剂具有高效、高选择性和对环境友好的特点.通过2-氨基-4-甲基嘧啶溴代反应以及进一步的衍生、磺酰基异氰酸酯的胺解,合成了一系列含有5-溴嘧啶基的新磺酰脲.其结构经1H NMR、质谱和元素分析确定.生物活性测试表明目标化合物在离体水平对大肠杆菌乙酰羟基酸合成酶同工酶AHASⅡ表现出了与市售除草剂苯磺隆相当甚至更优的抑制活性,而盆栽除草活性低于苯磺隆.     

乙酰羟酸合成酶突变体对除草剂阔草清抗性的预测研究

本工作测定了商品化除草剂阔草清对大肠杆菌乙酰羟酸合成酶II及其突变体的抑制常数. 利用生物大分子的定量构效关系方法(MB-QSAR)建立了定量、可视的突变体性质与结构关系模型. 实验数据与计算数据之间显示了良好的相关性: MB-QSAR/CoMFA (comparative molecular field analysis)模型的交叉验证系数q²=0.691, 非交叉验证相关性系数r²=0.947, 外部预测能力r²_pred=0.759; MB-QSAR/CoMSIA (comparative molecular similarity indices analysis)模型的相应值分别为0.625, 0.960和0.619. 模型的三维结构-性质关系图为突变体抗性提供了直观阐释, 为抗性规避性农药的设计提供了有价值的信息. 同时, 该模型也在一定程度上显示了除草剂种属选择性的预测能力.     

我国化学生物学研究新进展

作为化学领域的一门新兴二级学科,化学生物学已经成为具有举足轻重作用的交叉研究领域,是推动未来生命和化学学科发展的重要动力。近年来,我国的化学生物学研究正在以前所未有的速度蓬勃发展,在基础建设、人才培养、研究经费支持等方面都有了长足的进步。尤其是以国家自然科学基金委"基于化学小分子探针的信号转导过程研究"重大研究计划为依托,我国的化学生物学工作者以小分子探针为工具,充分发挥化学与生命科学等多学科综合交叉的优势,对细胞信号转导中的重要分子事件和机理进行了深入的探索,在一些前沿方向上取得了突出的成绩,相关研究结果多次发表在顶级的国际期刊上。本文对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以归纳和介绍:(1)基于小分子化合物及探针的研究。利用有机化学手段,通过设计合成一系列多样化的小分子化合物,以这些探针为工具深入开展了细胞生理、病理活动的调控机制、细胞关键信号转导通路及重要靶标、抑制剂和标记物的发现、基于金属催化剂的活细胞生物分子激活等方面的研究;(2)以化学生物学技术为手段,着重发展了针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的合成、特异标记与操纵方法,用以揭示这些生物大分子所参与的生命活动的调控机制;(3)采用信号传导过程研究与靶标发现相结合,以实现"从功能基因到药物"的药物研发模式,发展了药物靶标功能确证与化合物筛选的联合研究策略;(4)以化学分析为手段,发展了在分子水平、细胞水平或活体动物水平上,获取生物学信息的新方法和新技术。这些研究成果极大地推动了我国化学生物学的进步。共引用63篇参考文献。     

农药靶标抗性研究在大学化学生物学综合实验中的实践

乙酰羟酸合成酶是目前国际上备受关注的几类超高效商品化除草剂的作用靶标酶,其关键位点的突变是除草剂抗性形成的根源。选择其中2个单点突变体,从分子克隆、突变、蛋白的表达、纯化,到酶学检测等方面,全方位研究了乙酰羟酸合成酶野生型和2个突变体的性质和功能。整套实验包括了多种基本单元操作以及一些具有挑战性的设计性实验,涉及化学生物学的理论与操作较为全面。本实验教学可以使学生从原理上理解农药使用的必要性、农药造成的抗药性以及如何从分子结构的角度设计开发新型绿色农药。     

化学学院专业介绍——化学生物学专业

南开大学是国内最早建立化学生物学学科、最早开展化学生物学本科生和研究生培养的高校之一。南开大学化学学院从2012年开始招收化学生物学专业本科生,迄今为止培养了5届共98名毕业生;经过多年教学实践,在化学生物学专业人才培养方面积累了经验,取得了一定成效。介绍了南开大学化学学院化学生物学本科专业的基本情况、课程设置、培养特色和目标、育人成效等。     

SYNTHESIS AND MOLECULAR STRUCTURE OF NOVEL BINUCLEAR COBALT COMPLEX WITH MIXED VALENCE STATE Co(Ⅰ)Co(Ⅱ) (μ-Ph_2Ppy)_2(μ-CO)_2Cl_3

A novel binuclear cobalt complex with mixed valence state Co(Ⅰ)Co(Ⅱ)(μ-Ph_2Ppy)_2(μ-CO)_2Cl_3 has been prepared, Ph_2Ppy=2-(diphenyl phosphino)pyridine, and its molecular structure determined by using 3569 independent reflections. The complex was crystallized in the orthorhomblc space group P2_1nb with a=13.32(1), b=14.31(1),c=18.94(2) and Z=4. The structure was solved by direct method and full-matrix least squares refinement carried out. The final R value is 0.072.If the Co-Co bond is not taken into account, two cobalt atoms exhibit a five-coordlnate reformed trigonal bipyramid configuration (formal oxidation state +1) and a six-coordinate reformed octahedral configuration (formal oxidation state +2), respectively. The Co-Co distance is 2.685(1). The molecule belongs to the C_(2v), point group. A new W-frame compound with mixed valence state Co(0)Co(Ⅰ)(μ-Ph_2Ppy)_2(μ-CO)(CO)Cl can be formed by reducing this complex.     

膦桥过渡金属双核配合物的合成、结构及催化性能研究现状

近年来各种膦桥过渡金属双核配合物由于其特殊的结构,新奇的反应性能及催化行为,受到了人们的普遍关注。对它们的研究已成为有机金属化学的一个前沿领域。其中含膦的三原子桥联双核物(以下简称膦桥双核物)尤为重要,本文将对这类化合物的合成、结构以及催化行为研究现状加以综述。