苹果酸酶结合域定点突变对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸类似物催化性能的影响

通过对苹果酸酶(ME)辅酶结合域L310、Q401、L404饱和位点突变库与辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)类似物库的高通量筛选,研究了苹果酸酶结合域位点对NAD⁺及其类似物(B1~B7)催化活性的影响。 结果表明,突变后酶ME-Q401H/L404T对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的50倍;突变后酶ME-L310M/Q401N对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的16倍,对类似物B3的k_cat/K_m是野生型酶的5倍,因此通过对结合域定点突变,NAD⁺类似物的催化活性得到提高。     

两种螺旋藻核复合物结构特性的研究

从螺旋藻藻胆体中分离出两种复合物:核复合物(APC)和杆-核复合物(APCR),通过吸收光谱及其二阶导数光谱、荧光光谱研究了二者的结构和光谱特性,讨论了在这两种沉降系数分别为36S和16S的超分子复合物内几种连接多肽:L^29.5,L_C^8.9和LCM对复合物结构和功能的影响。     

晶体结构对FeOOH类过氧化物酶活性的影响及其在Hg2+检测中的应用

纳米酶的催化活性很大程度上依赖于纳米材料自身的晶体结构和理化性质.本研究可控合成了三种具有不同晶体结构的羟基氧化铁(α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH)纳米晶,并系统研究了其类过氧化物酶活性的差异及其机制.结果表明,相比另外两种晶体结构, γ-FeOOH具有更高的类过氧化物酶活性,其催化常数分别是α-FeOOH和β-FeOOH的2.0和2.6倍,这归因于γ-FeOOH表面的Fe²⁺/Fe³⁺高于α-FeOOH和β-FeOOH.进一步基于γ-FeOOH的优异类过氧化物酶活性,以维生素B1为底物,本文建立了一种快速、高灵敏、高选择性的荧光新方法用于Hg²⁺检测,其检测范围为10～100 nM,检出限为2 n M,并成功应用于日用化妆品中Hg²⁺的含量测定.这项工作为通过调控晶体结构获得高效催化活性的酶模拟物提供了有效途径,并基于纳米酶催化原理开发了一种检测Hg²⁺的新方法.     

Anderson型和Waugh型杂多阴离子的电子结构及其催化性能研究

使用SCC-DV-X_α法研究了两种杂多阴离子─(IMo₆O₂₄)^5-(Anderson型)和(NiMo₉O₃₂)^6-(Waugh型)的电子结构,并探讨了它们的催化性能。结果表明,两类杂多阴离子均具有催化活性,但不如Keggin结构强,(IMo₆O₂₄)^5-的催化活性中心是端氧O_t和中心八面体氧O_c.(NiMo₉O₂₄)^6-的催化活性中心是一配位端氧O_t、四配位中心氧和中心杂原子Ni,两类杂多阴离子中,二配位桥氧均不作为催化活性中心。     

芳基四硫富瓦烯与溴化铜电荷转移复合物的合成及晶体结构

采用溶液扩散的方法合成了硫原子桥联芳基取代四硫富瓦烯1～4与CuBr₂的4种电荷转移复合物(1^+·)(Cu₂Br₆)_0.5、(2^+·)(Cu₂Br₆)_0.5、(3^+·)(Cu₂Br₆)_0.5和(4^+·)(CuBr₂)。晶体结构研究表明,复合物中阴离子呈现2种构型：八面体型(Cu₂^ⅡBr₆)^2-和直线型(Cu^ⅠBr₂)^-,并且4种复合物呈现不同的堆积结构。通过调控芳基上卤素原子取代位置和大小,实现了对电荷转移复合物堆积结构和阴离子构型的有效调控。     

气相中碱金属离子与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的裂解反应

为了探索金属离子对含有不同侧链的多肽气相解离的影响, 采用质谱法研究了碱金属离子Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺和Cs⁺分别与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽(分别简写为S5, L5和K5)形成的复合物的裂解反应. 质谱定性结果表明, 5种碱金属离子均可以在气相中与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽形成配合比为1∶1 和2∶1的非共价复合物; 竞争反应结果表明, 随着碱金属离子半径的增加, 它们与3种五肽的结合能力逐渐减弱. 质谱定量结果表明, K⁺与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的结合常数分别为8.94×10⁴, 2.83×10⁴和2.50×10³ L/mol, 表明K⁺与五肽复合物的结合强度按照丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸的顺序依次减小. 含不同侧链碱金属离子-五肽复合物的碰撞诱导解离结果表明, 复合物的碎裂主要发生在骨架上, 丝氨酸五肽复合物最易碎裂, 亮氨酸五肽复合物其次, 赖氨酸五肽复合物则较难碎裂, 且3种复合物的侧链断裂情况也呈现明显差异. 此外, 研究了Na⁺与亮氨酸五肽复合物所产生的碎片离子, 分析了不同离子之间的来源关系, 并以Dunbar的复合物理论模型为依据, 推测在碎裂过程中, 碱金属离子可能向五肽的碳端或氮端偏移. 质谱碎片分析结果表明, 在2∶1的非共价复合物中, 第一个碱金属离子与五肽上4个酰胺键的羰基结合, 第二个碱金属离子与五肽的羧基氧原子结合.     

二甲基亚砜和四氢呋喃对胃蛋白酶催化动力学和分子光谱的影响

为了研究二甲基亚砜(DMSO)和四氢呋喃(THF)对胃蛋白酶(Pepsin, PP)催化活性的影响及其作用本质, 测定了在这两种有机溶剂的作用下胃蛋白酶的催化活性、 动力学参数、 紫外吸收光谱、 紫外差示光谱和荧光发射光谱的变化. 结果表明, 体积分数为9%的DMSO使PP活性提高83.4%; 而体积分数为1%的THF只能使PP活性提高3.59%. 在盐酸溶液中, PP的动力学参数K_m=2.22 mg/mL, v_max=1.1×10⁶ U/mg Pro; 在9%DMSO中, 其K_m=1.50 mg/mL, v_max=0.5×10⁶ U/mg Pro; 在1%THF中的K_m=1.91 mg/mL, v_max=0.51×10⁶ U/mg Pro. 9%DMSO强烈抑制PP分子肽键的紫外吸收, 而对芳香族氨基酸无影响; 1%THF则对PP的紫外吸收光谱影响不大. 9%DMSO和1%THF都使PP的紫外差示光谱出现明显的负吸收峰和正吸收峰. 9%DMSO使酶分子的荧光发射峰向短波方向移动1 nm; 而1%THF则对其无影响. 实验结果表明, 在9%DMSO和1%THF中, PP分子的立体构象发生了变化, 使酶分子的K_m下降, 酶分子对底物的亲和力有所升高, 从而导致酶分子的催化活性有不同程度的提高.     

1-苯基-5-巯基四氮唑和苯并三氮唑在胶态银和硫化银上的阳极抑制效应

为了研究抑制剂对银核和硫化银核的不同作用,本工作考察了1-苯基-5-巯基四氮唑(PMT)和苯并三氮唑(BTA)作为抑制剂在银核和硫化银核上物理显影的阳极抑制和解抑制效应.实验结果表明: 1)PMT和BTA对Ag核和银离子过量时制得的硫化银核,Ag₂S(Ag),的显影催化活性都有不同程度的抑制作用,而对硫离子过量时制得的硫化银核,Ag₂S(S),无明显的抑制作用,这可能是由于过量硫离子在硫化银核上的吸附要强于这两种抑制剂;2)S₂O₃^2-或I^-离子的存在对BTA在Ag核上有解抑制作用,不仅可恢复甚至提高Ag核的显影催化活性,而对Ag₂S核的抑制作用无明显影响; 3)与BTA不同,S2O₃^2-或I^-离子对PMT在Ag核上没有解抑制作用,对Ag₂S(Ag)核的抑制作用还稍有增强,而对Ag₂S(S)核稍有减弱;4)银溶胶中的表面增强拉曼谱(SERS)测量证实:BTA在Ag核上的吸附导致Ag核显影催化活性的下降,加入S2O₃^2-或I^-离子后致使BTA的SERS信号消失则意味着BTA在银核表面的脱附.以上这些结果说明阳极抑制机理在抑制效应中有重要作用.     

Keggin结构稀土钼钒磷四元杂多配合物的合成、表征及苯酚羟化制苯二酚的催化活性

合成了5种通式为(NH₄)₁₅[RE(PMo₉V₂O₃₉)₂]·xH₂O(RE=La³⁺,Ce³⁺,Gd³⁺,Y³⁺,Yb³⁺)的稀土钼钒磷四元杂多配合物,并用IR,UV,XRD,ICP,TG-DTA和CV等手段对其结构和性能进行了表征.催化活性实验表明,标题化合物对苯酚过氧化氢羟化制苯二酚反应有良好的催化活性.     

基于CuS负载Pt纳米花的类过氧化物酶活性抑制检测银离子

制备了CuS负载的Pt纳米花(CuS-Pt)并研究了金属离子对其类过氧化物酶活性的影响。CuS-Pt纳米花能高效地催化H₂O₂氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)使反应溶液由无色变为深蓝色,在652 nm处产生一个明显的吸收峰。研究发现,众多金属离子中只有Ag⁺能够有效抑制CuSPt纳米花的类酶催化活性,从而使溶液颜色变浅并在652 nm处产生减色效应。在一定浓度范围内,这种抑制作用与Ag⁺浓度呈现良好的线性关系。基于该原理构建了一种检测Ag⁺含量的比色分析新方法,检测线性范围为200～600 nmol/L,检出限为50 nmol/L。该方法可应用于实际样品中Ag⁺含量的测定。     

秋水仙碱与醇脱氢酶相互作用的光谱学和分子对接研究

在模拟人体生理条件下,利用光谱学和分子对接技术研究了秋水仙碱(Col)与醇脱氢酶(ADH)之间的相互作用机理。不同温度条件下的荧光光谱实验证明秋水仙碱能够通过氢键和范德华力与ADH结合形成复合物,从而抑制ADH的酶活力并引起ADH荧光的静态淬灭;不同温度条件下,Hill系数nH均约等于1,表明秋水仙碱对后继配体没有协同作用;同步荧光和红外光谱实验表明秋水仙碱对ADH的构象没有影响。紫外光谱和分子对接研究表明Col与乙醇类似,都是通过O上的孤对电子与ADH活性中心的Zn离子结合并进行定位。     

明胶/羟基磷灰石复合物微球中明胶对无机相影响的研究

在油包水的乳液体系中,通过原位合成的方法使羟基磷灰石(HAP)在明胶链上化学沉积,改变明胶溶液的浓度,制得了一系列的明胶/HAP复合物微球.采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析仪(TGA)等对产物的组成、形貌以及热失重情况进行了表征.结果表明,明胶用量对复合物微球中HAP的形成具有重要影响.在明胶溶液浓度为0.025 g/mL时,明胶分子链提供的结合位点恰好与溶液中游离的Ca²⁺、PO₄^3-等离子达到平衡状态,复合物微球中无机相含量达40%,这是明胶与HAP以化学键合的形式结合所能得到的最大值.     

含磷三足体稀土铕(Ⅲ)配合物与牛血清白蛋白的作用机理

在pH=7.3的Tris-HCl缓冲溶液(模拟生理条件)中, 采用荧光光谱、 循环伏安曲线和紫外光谱研究了N-二(苯-二氨基甲酰基)甲基磷酸铕(Ⅲ)配合物[Eu(pic)₃L]与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用. 实验结果表明: 配合物与BSA可以形成1∶1结合型无荧光复合物Eu(pic)₃L-BSA, Eu(pic)₃L对 BSA 内源荧光的猝灭类型为静态猝灭. 根据双对数回归方程计算出二者在不同温度下的结合常数K及结合位点数n, 通过热力学参数得出配合物与 BSA 之间以氢键和范德华力为主. 根据Foster的偶极-偶极无辐射能量转移机理可知配合物与BSA之间可能以偶极-偶极无辐射能量转移方式进行能量传递. 分别考察了Fe³⁺和Cu²⁺对配合物与BSA结合作用的影响, 推测Fe³⁺和Cu²⁺可能在配合物与BSA间起“离子架桥”作用, 使Eu(pic)₃L-BSA复合物的稳定性增强. 循环伏安法研究结果表明配合物与BSA相互作用形成无电活性的Eu(pic)₃L-BSA复合物, 使得溶液中游离的配合物浓度降低.     

镉(Ⅱ)在酶法测定中抑制作用的研究

基于醇脱氢酶(ADH)催化乙醇和氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的反应,在最佳酶反应条件下,研究了Cd2 对酶催化的影响.发现Cd2 对ADH酶促反应有显著的抑制,抑制常数KQS为2.1 mmoL/L,属非竞争性抑制.根据在押制剂作用下的米氏方程,可以利用酶法对镉离子进行定量测定.通过加入金属离子络合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA)进行了干扰消除实验,结果表明可有效消除一定浓度的Cd2 抖对ADH酶促反应测定底物的干扰.考察了Cd2 对ADH荧光光谱的影响,讨论了其对ADH的荧光静态猝灭作用.     

无金属黑色素纳米酶用于肝纤维化治疗

以5,6-二羟基吲哚为单体,通过自由基聚合反应合成了无金属黑色素纳米酶(MeNPs),并探究了其治疗肝纤维化的作用.结果表明,MeNPs纳米酶为单分散球形结构,粒径为(91.3±2.6) nm,具有类超氧化物歧化酶(SOD)和类过氧化氢酶(CAT)活性,其催化活性遵循典型的Michaelis-Menten动力学,Michaelis-Menten常数(K_m)和最大反应速度(V_max)分别为1.01 mmol/L和8.49×10^-6 mol/(L·s).细胞计数试剂盒(CCK-8)等体外细胞实验结果证实MeNPs对H₂O₂诱导的氧化应激具有细胞保护作用.经MeNPs纳米酶治疗的肝纤维化小鼠的炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β和趋化因子CXCL-1水平显著降低;肝脏损伤指标ALT,AST和肝组织H&E染色均显示MeNPs干预肝纤维化的良好疗效.本文研究结果对于构建安全、高效的自由基清除纳米酶具有一定的指导意义,也为肝纤维化的治疗提供了理论依据和物质基础.     

定位在ZIF-8表面的金纳米簇以提高其荧光强度及检测高锰酸根离子的选择性

荧光金属纳米簇用于荧光分析时通常不具有选择性,限制了其传感应用。本研究合成了一种将金纳米簇(AuNCs)定位在沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)表面的纳米复合物(AuNCs/ZIF-8),将其用于特异性检测MnO^-₄。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱证明在此纳米复合物中,AuNCs通过配位作用固定在ZIF-8的外表面。与单独的AuNCs相比,此纳米复合物提高了AuNCs的光致发光强度,消除了Cu²⁺和Hg²⁺的干扰,对MnO^-₄显示出优异的"Turn off"选择性。紫外-可见吸收光谱和TEM结果表明,MnO^-₄对AuNCs/ZIF-8纳米复合物的传感机理基于荧光内滤效应。AuNCs/ZIF纳米复合物的猝灭与MnO^-₄浓度在1～30μmol/L范围内有良好的线性关系,检出限低至0.64μmol/L。     

顺丁烯二酸β-环糊精酯-N-乙烯基吡咯烷酮水溶性聚合物的合成及其吸附疏水性药物的研究

以γ射线引发顺丁烯二酸β-环糊精酯(CDM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)发生自由基链式反应,制备了顺丁烯二酸β-环糊精酯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物(CDM-NVP).优化后的CDM-NVP聚合物的合成条件为: CDM∶NVP为1∶0.7(w/w, CDM 3.6 g 和 NVP 2.52 g),辐照剂量4 kGy,DMF溶液用量为20 mL.在此条件下制备聚合物的产率为84%,重均分子量为20 kDa.结果表明,此聚合物可以同纳他霉素(NM)和多菌灵(MBC)形成稳定复合物.研究了复合物抑菌活性,测定了其表观稳定常数.利用紫外光谱、核磁图谱和相溶解度对药物复合物进行结构表征.303 K下,NM-CDM-NVP和 MBC-CDM-NVP复合物的表观稳定系数分别为12988.54和865.94 L/mol.抑菌实验结果表明,NM-CDM-NVP和 MBC-CDM-NVP复合物可以显著提高NM和MBC的溶解性和抑菌活性.     

Cu2O/ZnO的形貌可控制备及光催化性能

以CuSO₄和ZnCl₂为原料, 采用温和的液相还原法制备得到Cu₂O/ZnO微米结构高效光催化剂. 研究了不同[Cu²⁺]/[Zn²⁺]比条件下所得Cu₂O/ZnO复合物的形貌和光催化活性. 通过5.5 h的光照, Cu₂O/ZnO光催化剂对甲基橙染料的降解率为(77.5±0.1)%. 将多形貌Cu₂O/ZnO复合物作为阳极, 铂片作为对电极, 中间注入甲基橙溶液, 组装“三明治”结构拟电池, 研究了复合物的光降解机制.     

泡沫镍负载Ni/Fe磷化物电催化性能研究

使用硫酸镍、硝酸铁、磷酸二氢铵和柠檬酸钠在泡沫镍为载体的基底上,采用电沉积方法制备出泡沫镍负载Ni磷化物(nickel phosphide)和泡沫镍负载Fe磷化物(iron phosphide)两种电催化剂,通过SEM测试表征催化剂的结构及形貌,并通过电化学测试催化剂的析氧和析氢及催化活性等参数。研究结果表明：在100mA/cm²电流密度下,Ni磷化物工业过电位为349mV,相较于Fe磷化物催化活性性能高了33%;Ni磷化物和Fe磷化物的催化面积(C_dl)值分别为27.01 mF/cm²和3.64 mF/cm²,Ni磷化物较Fe磷化物的活性面积提高近10倍。     

二元和三元复合物中阳离子硫键与磷键的理论研究

采用MP2/cc-pVDZ和cc-pVTZ基组分别对复合物XH₂S⁺…NCH₂P和NCH₂P…PyX(X=NH₂, CH₃, H, CN, F, Cl, Br)中的硫键和磷键进行了研究, 讨论了键长、 键临界点的电荷密度(ρ)、 拉普拉斯密度(▽²ρ)、 范德华表面穿透距离、 二阶稳定化能和电荷转移量对硫键和磷键相互作用能的影响. 结果表明, 当取代基X为吸电子基团时, 形成的硫键较强. 当X为给电子基团时, 形成的磷键较强. 利用能量分解方法分析了取代基—CN导致硫键稳定性反常的可能原因. 还进一步讨论了三元复合物H₃S⁺…NCH₂P…PyX(X=NH₂, CH₃, H, CN, F, Cl, Br)中硫键和磷键的协同相互作用以及取代基对复合物稳定性的影响. 并通过对比相同的2种单体在三元复合物和二元复合物中的二阶稳定化能和相互作用能的差值, 说明了硫键与磷键起到相互促进的正协同作用, 增强了三元复合物的稳定性.