生物大分子液-液相分离研究方法

生物大分子液-液相分离是一种普遍存在的生物物理现象,是近年来生命科学领域的新兴研究热点。生物大分子通过多价相互作用不断富集,当分子浓度达到溶液中的溶解阈值,就会以液-液相分离的形式从溶液中析出。这一现象与细胞内许多重要的生物学过程(如无膜细胞器的形成等)息息相关。随着相分离相关研究的不断深入,其研究方法也在不断发展与完善。本文从相分离的原理与特点出发,对目前常用的一些相分离研究方法进行了介绍,为后续相分离研究提供方法依据,促进相分离技术和方法的进一步发展。     

光学单分子方法探测蛋白质的功能

过去20年中, 光学单分子探测的方法已经发展成为许多领域、特别是生物学领域研究的强有力工具. 单分子探测不仅能够给出物理量的平均值, 还可以给出有关分布的信息, 也能对一个分子的轨迹进行追踪. 这些独特的性质使单分子探测不仅仅在平衡体系, 如蛋白折叠、酶反应动力学、膜表面动力学等研究中发挥作用, 而且对非平衡体系的探测更具有其它方法无法比拟的优势, 同时单分子探测在生物活体中追踪分子时也有关键作用.     

发现生物大分子高亲和性配体的新方法——SAR-by-NMR

由于许多药物通过和生物体内的大分子(如蛋白质和核酸) 的选择性结合发挥效用, 因此快速、有效地发现靶分子的高亲和性配体成为各种药物发现方法的首要目标。在现代生物技术和NMR 技术高度发展的基础上产生的一种发现生物大分子高亲和性配体的新方法--SAR-by-NMR, 由于采用NMR 技术可以综合多种药物设计方法的优势, 能够在短时间内得到先导化合物, 从而大大加快了药物发现的速度并能节省大量的费用。本文介绍了SAR-by-NMR 发现高亲和性配体的基本原理、特点及其在药物发现中的应用。     

天然无序蛋白质:序列-结构-功能的新关系

天然无序蛋白质是一类新发现的蛋白质,它们在天然条件下没有确定的三维结构,却具有正常的生物学功能,广泛参与信号传递、DNA转录、细胞分裂和蛋白质聚集等重要的生理与病理过程.无序蛋白质的发现是对传统的蛋白质"序列-结构-功能"范式的挑战.在这篇综述里,我们首先回顾了蛋白质的传统范式以及无序蛋白质的发现过程,然后介绍无序蛋白质在结构、序列、功能等方面的特征与相互作用,并以分子识别过程为例,进一步阐述目前国际上对无序蛋白质所具有优势的一些认识与观点.我们还分析了无序蛋白质研究在生命科学和医学等领域的应用前景,并介绍了国内在无序蛋白质领域的研究现状.     

单烯烃分子结构有限元方法及定量结构-沸点相关性研究

按照有限元方法, 将烯烃分子中的“C—C”单键和“C＝C”双键当作两种不同的线性杆元处理, 构建单烯烃分子的刚度矩阵, 连同质量矩阵求解相应的特征方程, 得到单烯烃分子的结构特征参量——固有频率, 将其用于定量结构-沸点预测模型, 对150个单烯烃分子的沸点实验测定值进行多元回归分析, 结果表明, 单烯烃分子结构与沸点性质间存在高相关性, 说明该方法是合理可行的.     

纳米结构蛋白质分子印迹聚合物的研究进展

在生物技术和生命科学等领域常依赖抗体的特异识别作用来实现目标蛋白质的分离、分析和检测。以蛋白质为模板的分子印迹聚合物有望取代这些昂贵的抗体,但交联聚合物网络中大分子的传质限制是蛋白质分子印迹研究中面临的一个重要问题。纳米结构的蛋白质印迹材料具有较高的表面积与体积比及较浅的印迹位点,很大程度上可克服这一问题。本文详细介绍各种纳米蛋白质印迹聚合物的制备方法,分析各自的优势和不足,并简要介绍其应用。     

蛋白质分子机器的结构动态的多尺度多方法研究

蛋白质构成了生物体内最重要的分子机器,对蛋白质分子机器动态特性的了解、运作机制的揭示有助于实现对其功能的调控.本文对蛋白质分子机器结构动态的研究方法进行了全面而系统的综述,从空间分辨率、时间尺度、离体与原位等角度,对不同方法的特点和应用进行了深入的分析,指出了它们的优势和不足以及多方法整合联用的策略.文章还对未来蛋白质分子机器结构动态研究的发展方向进行了展望,提出了前瞻性的观点.     

蛋白质的电子结构与活性关系——理论与计算方法

随着生物工程的发展,要求对蛋白质的电子结构与活性关系进行研究。而不加分割地对蛋白质作完整分子的量子化学计算,至今尚未见报导。其原因在于,未能找到合适的数值计算方法。本文报导了这方面的研究成果。假设一个蛋白质由N个氨基酸残基构成,其中有L对硫-硫键,每一个氨基酸残基有m_n个单元轨道,则整个蛋白质分子的分子轨道可以写成这些单元轨道的线性组合:     

具有Cn对称性的大分子的能带结构研究 1: 计算方法

利用环间和环内Bloch函数建立了一组新的原子轨道基函数。首次设计了适用于一维具有旋转对称性的大环分子的能带程序。计算了酞菁、四氮卟吩、四苯并卟啉, 四苯基卟啉的能带结构, 较好地解释了卟啉类化合物导电性能不如酞菁类的事实。还计算了酞菁铜和酞菁锰的能带结构, 讨论了酞菁与酞菁简化模型的能带结构以及晶体轨道的差异。     

具有Cn对称性的大分子的能带结构研究 1: 计算方法

利用环间和环内Bloch函数建立了一组新的原子轨道基函数。首次设计了适用于一维具有旋转对称性的大环分子的能带程序。计算了酞菁、四氮卟吩、四苯并卟啉, 四苯基卟啉的能带结构, 较好地解释了卟啉类化合物导电性能不如酞菁类的事实。还计算了酞菁铜和酞菁锰的能带结构, 讨论了酞菁与酞菁简化模型的能带结构以及晶体轨道的差异。     

二氧化氮的电子结构

本文根据实验事实和定性分子轨道理论讨论了二氧化氮分子的电子结构,指出分子中的大π键不是Π_3~3,而是Π_3~4。本文还讨论了NO_2分子二聚生成N_2O_4分子的结构模型。     

对单电子近似方法的介绍

介绍单电子近似的引入、处理方法和改进,并分析了单电子近似带来的误差（相关能效应）和校正误差的方法。     

类蛋白质分子的二级结构对力学行为的影响

采用Kolinski等建立的类蛋白质分子的格点模型,研究了由典型的(HHPPHPP)x重复单元构成、含有α螺旋结构的类蛋白质分子链在拉伸过程中的构象性质和力学行为.发现不同强度的α螺旋相互作用会直接影响其拉伸过程.α螺旋相互作用强的类蛋白质分子链,具有更低的内能,更小的应力,在拉伸过程中更容易失去紧密接触对,同时也更容易被拉成“棒状”结构,但在整个拉伸过程中,α螺旋结构且能保持稳定;还发现类蛋白质分子的链长对拉伸也有影响,对较长的类蛋白质分子链,其内能更低,弹性力更小,自由能更大,紧密接触对的含量比例也更高,而“棒状化”程度较小.这些研究能够帮助我们加深对蛋白质分子的构象和弹性力学行为的理解.     

非经验参量化的相对论EHT研究: 含卤双原子分子的电子结构

本文用非经验参量化的相对论推广的Huckel方法(REHT),系统研究了X_2,XX′,HX和InX(X,X′=F,Cl,Br,I)等17个分子的电子结构、按周期序列变化的成键趋向和轨道能级的移动等,给予了在非相对论图像中难以说明的一些实验现象以合理描述。     

聚离子复合物单分子膜的聚集结构研究

LB膜在非线性光学材料、生物传感器等众多领域有着诱人的应用前景,受到了广泛的关注.为了充分发挥LB 膜的功能,必须制备高度取向、无缺陷的LB 膜,因此充分把握LB膜的构成单元单分子膜的聚集结构显得十分重要.由于气液界面离子复合结构的形成对单分子膜的聚集结构产生很大的影响,近年,有关这方面的工作越来越活跃.本文以探讨     

硼烷结构的电子计数规则

基于分子轨道理论计算,已有各种讨论硼烷结构的电子计数方法。本文扼要介绍了Wade规则与两个新的电子计数规则,并简单介绍了新计数规则在研究复杂硼烷结构中的应用。     

非经验参量化的相对论EHT研究: 含卤双原子分子的电子结构

本文用非经验参量化的相对论推广的Huckel方法(REHT), 系统研究了X2XX',HX和InX(X,X'=F,Cl, Br, I)等17 个分子的电子结构, 按周期序列变化的成键趋向和轨道能级的移动等, 给予了在非相对论图像中难以说明的一些实验现象以合理描述。     

脱氢苯甲醛肟二聚体电子结构的EHMO计算

用EHMO方法对脱氢苯甲醛肟二聚体进行了电子结构的计算, 得N-N键长为0.163nm, 并对其分子轨道和成键情况进行了分析。和1,2-二苄亚乙基肼相比, N-N键明显削弱, 键级仅为0.4842, 很容易形成自由基, 从理论上支持了Horner等人提出的观点, 较好地解释了某些实验现象。     

蛋白质二级结构预测的人工神经网络方法研究

本文比较了五种神经网络方法预测蛋白质二级结构的准确率,并做出初步评价。五种神经网络分别是:误差反传前向网络(BP),径向基函数网络(RBF),广义回归神经网络(GRNN),串并联叠层网络(CF),Elman网络(ELM)。结果显示:GRNN的预测准确率达85.7%,优于其它网络。本文还讨论了训练集样本数及参数的优化对GRNN预测准确率的影响。