计算机辅助的金属蛋白设计与改造研究进展

金属蛋白是一类含有金属离子的蛋白的统称,具有特殊的催化活性,在生物体中发挥着重要作用,其结构与功能的关系已经得到了较为充分的研究。在此基础上,通过模拟已知金属蛋白的活性位点,利用计算机辅助设计的方法可以人工设计得到具有特定结构和功能的金属蛋白。本文综述了近期计算机辅助金属蛋白设计与改造领域的研究进展,概括了引入金属离子结合位点和改造蛋白活性的一般规律,总结了计算机辅助设计的优势以及目前存在的问题和挑战,并展望了此领域未来发展的方向和可能的突破点。     

遗传算法在计算机辅助药物分子设计中的应用

作为一种重要的启发式优化算法,遗传算法在计算机辅助药物分子设计中得到了广泛的应用.本文介绍了遗传算法的基本概念以及工作原理,同时结合作者科研组的工作,就遗传算法在定量构效关系、构象分析、药效团模拟、分子对接以及虚拟组合化学等方面的应用做了系统的阐述。     

分子计算机的研究进展*

研制分子计算机也许是突破传统半导体电子计算机发展极限的唯一出路。本文简述了最近十年分子计算机的研究进展, 重点讨论了DNA 计算机和生物分子计算机的研究成果, 并对可能为人类提供思考和尝试范本的生物活细胞中蛋白质的各种计算机制的研究给予了充分的关注。引用了43篇文献。     

计算机辅助蛋白质分子理性设计:从肌红蛋白到一氧化氮还原酶

计算机辅助蛋白质分子理性设计在解决化学及生物学重要问题中被证实十分有效。在NOR本身三维结构未知的情况下通过计算机分子模拟,使用肌红蛋白(Mb)作为蛋白质分子模型,设计了结构功能型一氧化氮还原酶(NOR),所设计的NOR蛋白质模型——Fe_BMb一年后被天然NOR的晶体结构所证实。本文综述了设计Fe_BMb, I107E Fe_BMb以及Fe_BMb(-His)的研究过程及其设计合理性,评述了通过使用计算机分子模拟,获得Mb处于双组氨酸配位的非天然状态的原子层次结构信息,而这些信息很难通过实验方法来获得。计算机辅助蛋白质分子理性设计的广泛应用将会为生物体系提供更深刻的内涵。     

萃取溶剂选择的计算机辅助分子设计中的数学方法

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计（CAMD）是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候选分子进行筛选。目前,CAMD法的研究主要可分为生成一验证、数学优化和组合优化。生成一验证法通常使用启发式的策略,是基于知识的,无法克服基团的组合爆炸问题,也不能保证结果的最优性;数学优化方法,包括混合整数非线性规划（MINLP）和混合整数线性规划（MILP）,可用于表达非线性或线性的结构．性质关系,但准确表达结构-性质关系还有困难;组合优化法是使用遗传算法或模拟退火算法、禁忌搜索等的方法,理论上可克服以上问题。本文评述了以上三种方法在萃取精馏溶剂选择领域中的用途、原理及其工业化所面临的主要问题。     

光合作用光系统Ⅱ抑制剂的分子设计研究进展

论述了近年来国际上光系统Ⅱ抑制剂的分类、作用机制和分子设计，以及现实指导意义。     

计算机分子模拟在分子印迹技术中的应用

传统的分子印迹技术对模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂等的筛选往往依靠经验,常通过反复实验对合成条件进行优化,存在实验周期长、耗材量大等问题。计算机分子模拟技术的应用在实验过程中起到可预见性指导作用,可以实现精准识别位点的裁制、识别驱动力的设计,通过结合能等物化特征参数计算优化识别体系的稳定性,从而合理选择模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂,优化聚合条件,以提高聚合物识别特异性和亲和力,缩短实验周期,更符合绿色化学的理念。本文简单介绍了计算机分子模拟技术,重点对其在分子印迹技术中的指导作用进行了综述,并对其在分子印迹技术中的应用进行了展望。     

化学库及分子差异性设计研究进展

组合化学是近年来发展起来的一种快速合成和平行筛选群体化合物的新方法。它可以用来设计先导化合物，也可以对药物分子进行结构改造。本文主要综述了化学库的合成以及计算机辅助组合化学的研究进展。     

人CuZn-SOD的分子改造及在毕赤酵母中的表达

为了改善人CuZn-SOD的酶学性质, 在借鉴人细胞外超氧化物歧化酶的特性基础上, 利用分子生物学技术, 在人CuZn-SOD的C末端加入肝素亲和肽构建了人CuZn-SOD工程酶, 并在毕赤酵母中获得表达, 经纯化的工程酶具有较强的肝素亲和性.     

ALS抑制剂合理分子设计的研究进展

以乙酰乳酸合成酶为靶标合理设计开发新型超高效除草剂是当前除草剂化学研究中的重要领域。结合本课题组的研究工作,从ALS抑制剂的结构特征、分子力学与量子化学研究、定量构效关系(QSAR)与三维定量构效关系(3D-QSAR)研究、非线性QSAR研究以及新型除草剂的分子设计等几个方面对该领域的研究现状进行了总结报道,并对该领域的发展前景及存在的问题进行了展望。     

葫环联脲新进展

葫环联脲这类新型主体分子正受到化学家们的广泛关注,并逐渐成为超分子化学研究领域中的一个热点.本文综述了近两-来葫环联脲同系物、衍生物的合成及其在分子识别、分子催化、分子组装等方面的研究进展,并对该领域的研究前景作一展望.     

Discovery of Selective Small‐Molecule Activators of a Bacterial Glycoside Hydrolase

Fragment‐based approaches are used routinely to discover enzyme inhibitors as cellular tools and potential therapeutic agents. There have been few reports, however, of the discovery of small‐molecule enzyme activators. Herein, we describe the discovery and characterization of small‐molecule activators of a glycoside hydrolase (a bacterial O‐GlcNAc hydrolase). A ligand‐observed NMR screen of a library of commercially available fragments identified an enzyme activator which yielded an approximate 90 % increase in k_cat/K_M values (k_cat=catalytic rate constant; K_M=Michaelis constant). This compound binds to the enzyme in close proximity to the catalytic center. Evolution of the initial hits led to improved compounds that behave as nonessential activators effecting both K_M and V_max values (V_max=maximum rate of reaction). The compounds appear to stabilize an active “closed” form of the enzyme. Such activators could offer an orthogonal alternative to enzyme inhibitors for perturbation of enzyme activity in vivo, and could also be used for glycoside hydrolase activation in many industrial processes.     

用活性阴离子聚合设计合成高分子链构造的新进展

综述了采用活性阴离子聚合方法制备新型高分子链构造的新进展,包括“π”形聚合物,“H”形聚合物,“哑铃”形聚合物,ABC杂臂星形聚合物,超支化聚合物,环状聚合物,“蝌蚪”形聚合物,“蜈蚣”形聚合物和“刺钢丝”形聚合物等。     

环肽研究新进展

本文对近年来环肽的合成方法及环肽的性质和应用的新进展进行了评述。     

杯芳烃衍生物研究进展

综述近年杯芳烃衍生物在分子识别、分子组装、酶模拟、化学传感器和光电材料等方面的研究进展, 尤其中国学者的研究进展.     

酶-过渡金属配合物催化的动态动力学拆分研究进展

动态动力学拆分是合成具有光学活性化合物最方便和最有效的方法之一. 酶和金属配合物的结合扩展了这个方法的使用范围, 该方法的主要特征是用酶催化拆分和金属催化原位外消旋化未反应的底物, 克服了经典动力学拆分最高产率只有50%的缺陷. 概述了近几年这方面的研究进展.     

天然产物的酶法结构修饰

为赋予天然产物以新颖和特定的性质，往往需要对其进行结构修饰。结果修饰 可以通过化学法、微生物法和酶法实现。其中酶法由于条件温和，化学、区域和立 体选择性高，操作简便，环境友好等特点而发展非常迅速。本文介绍了糖和糖苷、 甾族化合物、β-内酰胺抗生素、氨基酸和多糖类等的酶法结构修饰，并指出组合 酶催化将成为现有组合化学方法的重要补充。     

Recent Progress of Single-Atom Alloys in Heterogeneous Catalytic Reactions

In decades, heterogeneous catalysis has played a more significant role in social progress. However, the exorbitant price and low reserves vastly limit the application of noble metal catalysts, which are extensively used in heterogeneous catalysis. The single-atom-alloy catalysts (SAAs) have been regarded as a crucial way to improve the dispersion ratio of noble metal while maintaining great heterogeneous catalytic performance by dispersing noble metal single atoms on the surface of another metal. Besides the benefit from the metal bonds between noble metals and support metals, SAAs is also a unique method to construct metallic metal single atoms and obtain its characteristic catalytic performance, which is not possessed by other single atoms catalysts with positive electricity metal atoms. Most recently, SAAs have been demonstrated to catalyze a lot of significant heterogeneous reactions. This review will introduce the synthesis methods of SAAs and then summarize their applications in heterogeneous catalysis.