三联噻吩-异噁唑、吡唑啉类化合物的合成与光活化性能研究

α-三联噻吩(a-T)是一类具有优异性能的光活化农药.以三联噻吩为先导化合物,经a醛基化制得关键中间体2-醛基三联噻吩,然后与取代苯乙酮反应,得到三联噻吩取代的α,β-不饱和酮,再与盐酸羟胺、水合肼关环,最终合成两类含3,5-二芳基异噁唑和3,5-二芳基吡唑啉的α-三联噻吩衍生物.其结构经1H NMR,IR和元素分析确证.初步生物活性测定试验表明,绝大多数目标化合物具有良好的光活化活性,异噁唑类衍生物的光活化活性普遍要好于吡唑啉类衍生物,其中化合物3b光照前后的细胞毒杀活性差异为64.06倍.但部分吡唑啉类衍生物整体显示出较高的细胞毒杀活性,其中化合物4d光照细胞毒杀活性为83.9%.     

铜Ⅱ化合物水解肌红蛋白活性位点的质谱研究

以铜(Ⅱ)化合物为金属模拟酶,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳研究它们对肌红蛋白的水解作用,利用高效液相色谱-电喷雾质谱的测量方法替代传统的N端氨基酸序列分析结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱或电喷雾质谱方法来检测得到的多肽片断分子量,据此确定水解反应的活性位点.结果得到分子量为10093.0,10388.0,6876.0和6581.0的4个片段,分别对应于Gly1-91,Gly1-Ala94,Ser92-Gly153和Thr95-Gly153, 表明Cu2+通过与肌红蛋白中His93的侧链配位,水解断裂位于其前后沿的第2个肽键,即:Gln91-Ser92和Ala94-Thr95,水解反应具有很高的选择性.位于His93前沿的活性位点特征与过去的研究结果一致,而His93后沿的活性位点,即His93-Ala94-Thr95序列中Thr95 N端是一个新位点.     

结核分枝杆菌EPSP合酶与草甘膦的分子对接研究

采用Autodock4.2分子对接软件包,对结核分枝杆菌5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,简称EPSP合酶)和草甘膦的相互作用机制进行了分子对接研究.研究结果表明,草甘膦与结核分枝杆菌EPSP合酶结合能为-28.27kcal/mol;结合位点位于该酶底物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的结合位点上,并与底物形成竞争性结合;草甘膦能与结核分枝杆菌EPSP合酶中位于活性空腔的Glu311,His340,Thr97及Arg124等11个氨基酸残基及酶底物S3P形成疏水作用;结核分枝杆菌EPSP合酶中Arg385,Arg344,His384,Lys23,Gly96,Arg124,Lys410,Glu341 8个氨基酸残基能与草甘膦上的羧基及磷酸基团形成10个氢键,推测草甘膦的羧基及磷酸基团是草甘膦对EPSP合酶抑制作用的物质基础;草甘膦与结核分枝杆菌EPSP合酶结合的主要推动力为氢键、疏水作用及静电作用力.研究结果可为草甘膦的结构改良及EPSP合酶基因的改造提供理论参考,并为通过对莽草酸途径的抑制作用这一崭新方法来研发新型抗结核药物提供科学依据.     

底物中硅原子对苦杏仁醇腈酶催化不对称转氰反应的影响

 对比研究了不同条件下苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷及其碳结构类似物3,3-二甲基-2-丁酮的转氰反应. 结果表明,苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷转氰反应的初速率及对映体选择性均高于其碳结构类似物在同一条件下的对应值. 动力学研究结果表明,苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷转氰反应的表观动力学参数为Km=27.12 mmol/L和vmax=7.05 mmol/(L·h),活化能为51.92 kJ/mol. 苦杏仁醇腈酶催化3,3-二甲基-2-丁酮转氰反应的表观动力学参数为Km=146.58 mmol/L和vmax=2.52 mmol/(L·h),活化能为75.04 kJ/mol. 根据硅原子的特性及酶反应机理合理解释了实验结果.     

二价过渡金属配合物催化的醇酮缩合

以酸或碱催化的醇酮缩合反应,通常得到的是α,β-不饱和酮.Watanabe等人以对硝基苯甲醛与丙酮缩合为标准反应,研究了光学活性的L-酪氨酸乙酯-金属离子(主要是Zn~(2+)离子)催化体系催化的醇酮缩合反应,得到有光学活性的β-醇酮产物。并初步研究了β-CD对该催化体系的协助效应。在L-酪氨酸-Zn~(2+)-β-CD的催化下,水溶液中反应得到无光学活性的β-醇酮产物。     

醛酮的不对称硅氰化反应研究进展

羰基化合物的不对称氰醇化反应是当前不对称催化领域里的一个研究热点.具有光学活性的氰醇是有机合成的重要中间体,通过官能团转化可以很容易制备出一些在天然产物和化学制药中具有重要意义的手性化合物,如β-氨基醇、α-氨基酸和α-羟基酸等.目前,不对称催化的三甲基氰硅烷与醛酮的加成反应作为手性氰醇的主要化学合成方法受到人们的广泛关注,而反应体系中采用的手性配体与Lewis酸是控制这类反应的效能和立体选择性的关键,因此,主要就三甲基氰硅烷和醛酮不对称加成反应中催化体系的发展作了一个简要的述评.     

三联噻吩-吡唑啉类化合物的合成

以2-溴噻吩为原料,经溴代反应和格氏试剂反应制得2,2':5',5'-三联噻吩(1);1乙酰化后与4-取代苯甲醛发生亲核加成反应得到α,β-不饱和酮(3a～3e);3与80%水合肼发生关环反应,合成了5个α-三联噻吩-毗唑啉类化合物(4a～4e),收率74.3%～89.7%.其结构经H NMR,IR和元素分析表征.3和4均为新化合物.     

光学活性芳族氰醇的合成及其稳定性的研究

光学活性芳族氰醇以及由它转变而成的α-羟基酸、α-羟基酯、α-羟基酮和β-羟基胺等光学活性异构体都是重要的农药和医药中间休,从实用观点看,利用催化不对称合成来制取光活性氰醇,更具有重要意义。近年来,环状二肽Cyclo[L(D)-Phe-L(D)-His]用于催化芳族氰醇的不对称合成,由于具有与D-羟腈酶相类似的高活性和高对映选择性,尤为     

枯草杆菌漆酶重要功能位点的保守性与可变性分析

在对比分析天然枯草杆菌漆酶(CAR)的一级结构与三维空间结构的基础上,锁定了CAR的底物结合通道和铜离子结合位点,设计并构建了CAR的4种突变体.对比分析了野生型酶与4种突变体酶的性质及催化功能,结果表明,该漆酶分子中位于第二保守区的H155位点是漆酶催化所必需的,H155即使被其同义氨基酸(如Arg)替换,也会因氧化还原电势的降低而降低漆酶的催化活力,同时还会导致漆酶的热稳定性和酸碱稳定性降低,以及最适p H值酸移;位于非保守区的A158位点与I224位点的保守性对漆酶的催化是有利的,而S210G突变增强了漆酶的稳定性与催化功能,这可能与S210G突变增强了漆酶的底物通道上一段富含Pro片段的柔性有关.此外,A158/R155H突变(CAHE)可能导致漆酶不耐冷,在低温(50℃)时引起酶活明显降低.所研究的漆酶在2,2'-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)介体存在下,对靛蓝类染料(如靛蓝胭脂红)和三苯甲烷类染料(如结晶紫)的脱色率均高于对偶氮类染料(如甲基红和刚果红)和蒽醌类染料(如活性亮蓝),说明该漆酶对染料有一定的选择性.     

Sirt1及Sirt2与活性分子INA的作用机制研究

应用分子模拟理论与方法研究了人类沉默信息调节因子2相关酶类Sirtuin家族成员Sirt1及Sirt2与一种活性分子(命名为INA)的作用机制.同源模建了Sirt1的三维结构,通过分子对接手段得到Sirt1(NAD+)-INA及Sirt2(NAD+)-INA的两种复合物体系,进行了分子动力学模拟.并且分别计算了两种体系中关键氨基酸残基与INA的结合自由能值,由此推测出Sirt1(NAD+)-INA、Sirt2(NAD+)-INA体系结合位点分别为Val72,Ser73和Arg272及Phe235,Leu264和Gly305,确证了两种体系的结合模式.模拟结果表明,在Sirt1(NAD+)-INA体系中,INA与催化底物NAD+距离较近,可以相互作用,具有较高活性;在Sirt2(NAD+)-INA体系中,INA与催化底物NAD+距离较远,与在Sirt1体系中比较,INA对Sirt2体系的活性较弱,结果与实验一致.本文的研究,对今后以去乙酰化酶Sirt1,Sirt2为靶点的新药开发具有一定指导意义.     

结合分子模拟探讨共聚酯PBSH在不同溶剂中的PC脂肪酶催化降解

采用固定化洋葱假单胞菌(PC)脂肪酶为催化剂,研究了在氯仿和四氢呋喃(THF)中不同摩尔比的聚(丁二酸丁二醇-co-丁二酸己二醇酯)(PBSH)的酶促降解规律及其差异性.通过PBSH降解前后的相对分子质量变化、降解产物的MALDI-TOF-MS分析研究了共聚酯降解规律,并以分子动力学(MD)及分子对接模拟分别研究了PC酶的溶剂效应及酶与底物的结合机制.研究结果表明,PC酶在2种溶剂中均可催化PBSH降解,但在氯仿中酶的活性较大,PBSH降解率大.分子动力学模拟数据表明,在THF中,PC酶整体氨基酸残基的涨落比氯仿中大,且THF会进入酶活性口袋中与催化残基Ser87结合,破坏了催化残基Ser87和His286之间的相互作用.分子对接结果分析发现,含丁二酸己二醇酯(HS)单元底物与PC酶活性位点的对接比含丁二酸丁二醇酯(BS)单元的更为稳定.     

多巴胺第三受体蛋白三维结构及其活性位点氨基酸残基

基于牛视紫红质模板蛋白,同源模建多巴胺第三受体（D₃R）蛋白三维结构,在1-棕榈酰-2-油酰-卵磷脂（POPC）膜-水模型环境,开展300 ns分子动力学模拟提炼优化其结构,取得稳定的D₃R蛋白三维结构（2B08-D₃R）.在该蛋白基础上,采用MP2/6-31G（d,p）方法,计算多巴胺（Dop）与氨基酸残基相互作用的结合能,确定五个残基（Asp117、Ser208、His272、Phe269和Thr276）为活性位点.五个活性位点残基分别位于D₃R蛋白跨膜螺旋区TM3、TM5和TM6,组成活性空腔结构.多巴胺分子以其苯基平面与TM2-TM7包围的圆柱体空腔平行和非共价键结合方式保留在D₃R蛋白中,与D₃R蛋白结合能E_b为-97.8 kJ·mol^-1基于3PBL D₃R突变体晶体结构,构建了另外一个含有多巴胺分子的D₃R蛋白结构（Dop-3PBL-D₃R）,确定在该蛋白结构中,多巴胺的活性位点氨基酸是Asp83、His272、Phe269、Phe268和Trp265.在该蛋白结构中,多巴胺分子同样以其苯基平面与TM2-TM7包围的圆柱体空腔平行和非共价键方式结合,与该蛋白相互作用的结合能是-80.5 kJ·mol^-1.     

催化水解反应的肽基模拟酶的活性来源、催化机理及应用

肽基材料由于其与蛋白质高度相似和结构可控等优势,是构建人工模拟酶的一种理想材料;此外,小肽中氨基酸排列的多样性、序列的自组装特性、纳米结构稳定性、结构简单易于设计、良好生物相容性等优势,使得构建具有高效催化活性的肽基模拟酶具有非常好的应用前景。利用肽基材料通过理性设计活性位点来构建模拟酶具有多方面优势:(1) 氨基酸序列可以直接从天然酶中的活性位点获得,保留酶的功能,但降低了酶固有的复杂性;(2) 肽序列中可以嵌入各种具有特定结构及功能的活性位点,便于对模拟酶进行人工理性设计;(3) 肽具有良好的生物相容性,可以在温和条件下催化反应进行。根据催化降解化学键的不同,可将肽基水解模拟酶分为以下几种:催化酯键降解的肽基模拟酶、催化肽键降解肽基模拟酶、催化糖苷键水解的肽基模拟酶。本文主要分析了具有水解酶活性的肽基模拟酶的活性来源、构建方法及微观结构、催化反应类型、催化影响因素、活性改善方法、作用机理及未来潜在应用等;以期为构建具有高效水解催化活性的模拟酶提供借鉴,推进肽基水解模拟酶的研究发展及实际应用。     

亮点介绍

<正>手性双Salen-Ti络合物协同催化合成手性氰醇衍生物Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,6746～6750手性氰醇在化学制药和农药合成中应用广泛,是合成α-氨基酸等生理活性化合物的重要中间体.氰化物对醛或酮的催化不对称加成是合成手性氰醇衍生物的有效方法,虽已报道了多种类型的生物催化剂和化学催化剂,但通常存在催化效率或选择性低、底物适用范围窄、催化剂昂     

水/有机溶剂双相中郁李醇腈酶催化含硅(R)-酮氰醇对映选择性合成

 研究了水/有机溶剂双相中来源于郁李仁的(R)-醇腈酶催化2-三甲基硅-2-乙酮与2-甲基-2-羟基丙腈对映选择性合成(R)-2-三甲基硅-2-羟基丙腈,初步探讨了反应时间、酶粉颗粒大小、底物浓度、底物配比和酶添加量对转氰反应的影响. 结果表明,适宜的反应条件为: 反应时间96 h左右, 酶粉颗粒大小0.3～0.45 mm, 底物2-三甲基硅-2-乙酮浓度14 mmol/L, 底物2-甲基-2-羟基丙腈与2-三甲基硅-2-乙酮摩尔比2:1, 单位体积反应介质中的酶添加量43.5 g/L左右. 在该优化反应条件下,反应平衡转化率和产物的光学纯度(ee值)均可高达99%. 对比研究发现,郁李醇腈酶催化2-三甲基硅-2-乙酮反应在酶促反应初速率、底物转化率和产物光学纯度等方面均显著优于其碳结构类似物3,3-二甲基-2-丁酮.     

(S)-联萘酚钛体系催化3-噻吩铝试剂对酮的不对称加成反应（英文）

含噻吩基团的的手性芳香醇是自然界重要的活性物质,其基本结构单元广泛地存在于生物活性物质和医药中.报道了(S)-联萘酚和Ti(OiPr)_4催化3-噻吩基铝试剂对酮的不对称加成反应,以较高的产率和优异的立体选择性(高达91%ee)得到相应的含有3-噻吩基乙醇.该催化体系具有广泛的适应性,能够适合含有吸电子和供电子基团的各种酮的不对称加成,得到相应的3-噻吩基乙醇.     

细胞色素P450 2f1(CYP2f1)的三维结构模建和与维甲酸的对接研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法，模建了细胞色素P450 2f1(CYP2f1)的三维结构．在此基础上，分析了活性位点的组成和结构，并进行了与小分子(维甲酸)的对接研究．研究结果表明，His328，Ser397和Arg417对复合物的结合起重要作用．     

ZnCl2与氧化胰岛素B链结合位点和切割位点的质谱指认

采用电喷雾质谱和串联质谱研究了氧化胰岛素B链与ZnCl₂的键合作用并成功地确定了切割位点。质谱研究显示在pH值2.5及40 ℃条件下，Zn²⁺通过与氧化胰岛素B链的氨基酸侧链His5,His10和Arg22结合，选择性地水解了肽键Asn3-Gln4, His5-Leu6, Gly8-Ser9和Glu21-Arg22。     

17α-乙炔基雌二醇与人血清白蛋白的作用机制研究EI北大核心CSCD

运用多种光谱方法结合分子模拟技术研究了17α-乙炔基雌二醇(EE2)与人血清白蛋白(HSA)的结合机制。结果表明,EE2通过静态猝灭机制与HSA形成基态复合物,EE2主要结合在HSA亚域IIA的Site I位点,并与氨基酸残基Lys195,Lys199,His288和His242发生作用。25℃下EE2与HSA的结合常数为6.85×10^(4)L/mol,氢键和疏水相互作用为该结合的主要驱动力。巯基含量的增加和α-螺旋含量的减少表明EE2的结合使HSA的二级结构变得伸展。分子动力学模拟进一步阐明了EE2的结合对HSA结构稳定性的影响。     

新型有机小分子催化剂的合成及其在α-酮亚胺基酯的不对称氢化硅烷化反应中的应用

杂环芳香酸和手性氨基醇通过缩合反应制备了9个新型手性有机小分子催化剂(3a～3i),其结构经1H NMR, 13C NMR和MS表征.3用于催化α-酮亚胺基酯的不对称氢化硅烷化反应(三氯硅烷为还原剂),可得到高收率和中等对映选择性的手性α-氨基酸酯.