静电和疏水效应对SARS冠状病毒3CL蛋白酶二聚体稳定性的影响

从TGEV3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对SARS3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH=5.5～8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都具有较小的数值,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在.由于SARS3CL蛋白酶活性模式为二聚体,因此,在该pH值范围内,有利于蛋白酶保持活性.在pH=7.0条件下,蛋白酶单体之间具有最强的静电和疏水相互作用,从而使蛋白酶具有最强的活性,这与实验结果相一致.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.     

SARS冠状病毒主要蛋白酶二聚体静电和疏水效应的研究

从三种冠状病毒主要蛋白酶SARS 3CL, HCoV 3CL和TGEC 3CL蛋白酶结构出发,着重研究了三种蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.用连续介质模型有限差分方法计算得到三种蛋白二聚体界面处的静电势,发现三种蛋白酶单体和单体之间静电势分布具有明显的互补性,三种蛋白酶二聚体单体之间具有相同的静电相互作用能.用溶剂可及表面积模型分析了分子表面积及疏水性,发现三种蛋白酶具有相同的疏水分布,其中SARS 3CL蛋白酶疏水率为74%,驱动其单体聚合成二聚体.对三种蛋白酶的去溶剂化能疏水项的计算表明,三种蛋白酶二聚体单体之间具有相似的疏水相互作用能.     

电荷密度和疏水性对疏水改性聚丙烯酰胺与牛血清蛋白相互作用的影响

对比研究了牛血清蛋白(BSA)与部分水解的未改性聚丙烯酰胺(PAM-AA)、疏水改性聚丙烯酰胺(PAM-C12)和含有丙烯酸基团的疏水改性聚丙烯酰胺(PAM-C12-AA)之间的相互作用.等温滴定量热实验结果表明,除PAM-C12外,其他聚合物与BSA的结合焓均为放热,随AA含量的增加,放热焓值增大.与PAM和PAM-C12相比,PAM-C12-AA能够诱导BSA二级结构和微环境的明显变化,表明疏水性和电荷密度均对聚合物与BSA相互作用有重要影响.另外,不同浓度的PAM-C12-AA与BSA的作用方式不同,当聚合物的浓度略高于临界胶束浓度(CMC)时,由于聚合物的量较少,BSA分子改变其构型从而最大程度地与聚合物结合;当聚合物的浓度远高于CMC时,更多的聚合物链结合到BSA分子的正电荷"patch"上,PAM-C12-AA与BSA的紧密聚集体利于BSA二级结构的稳定.     

D2dC36的二聚体的结构和稳定性

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*水平上系统研究了具有D2d对称性的C36分子形成的二聚体(C36)2的可能的稳定结构及其稳定性.结果表明,两个C36的六元环面对面、由两个C(2)-C(2)连接而成且具有C2v对称性的结构的能量最低.在所研究的二聚体(C36)2中,C36笼间键长在1.530×10-1～1.660×10-1 nm范围内,说明C36单体间仍以共价键结合.(C36)2的稳定性以及笼间键长与成键原子的位置密切相关.本文还给出了计算所得(C36)2的电子结构,并讨论了其对(C36)2性质的影响.此外,在B3LYP/6-31G*水平上对最稳定的二聚体C2v(C36)2结构作了振动频率分析,并对振动光谱特征进行了讨论.     

SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂的理论研究

应用AutoDock程序将SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂配体和受体进行了对接,并用InsightⅡ中的Discover 3模块进行了分子动力学模拟,分析了蛋白酶活性口袋的形状,讨论了其亚基的氢键、静电、疏水等相互作用,为进一步设计药物提供了重要的参考信息.     

环境对水解的疏水改性聚丙烯酰胺的分子行为和性能的影响

以介观模拟耗散颗粒动力学(DPD)方法为主,结合部分实验,研究了环境条件包括p H、盐度以及外加表面活性剂十二烷基磺酸钠(SLS)对疏水改性水解聚丙烯酰胺(HMHPAM)的分子行为和体相及界面性质的影响.将均方根末端距量化表征的聚合物伸展程度与其体相黏度结合起来,通过调整相互作用参数分别讨论了无机盐的水化作用和静电作用对聚电解质HMHPAM分子行为的影响,确定HMHPAM的最佳应用环境.进一步研究了表面活性剂SLS对HMHPAM界面性质和体相性质的影响,提出了作用机制.     

纳米SiO2/十二烷基氨基丙酸钠协同稳定的pH响应性Pickering乳状液

用纳米SiO₂颗粒与微量氨基酸型两性表面活性剂十二烷基氨基丙酸钠作复合乳化剂, 以正癸烷为油相, 制备了pH响应性O/W型Pickering乳状液. 室温下该乳状液在pH≤4.0 时稳定, 在pH≥6.0时不稳定, 因此, 可以通过改变水相的pH值使乳状液在稳定和破乳之间多次循环. 在酸性水介质中, 氨基酸型两性表面活性剂分子呈阳离子状态, 可通过静电作用吸附到带负电荷的SiO₂颗粒表面, 产生原位疏水化作用, 使其转变为表面活性颗粒; 而在中性和碱性水介质中, 氨基酸型两性表面活性剂呈两性或阴离子状态, 不能产生原位疏水化作用, 因而导致乳状液破乳. 相关作用机理通过吸附量、 Zeta电位及接触角等实验数据得以论证. 该刺激-响应性Pickering乳状液在乳液聚合、 油品输送以及燃料生产等领域具有重要的应用价值.     

电子活度和pH对二氧化氯制备和稳定性的影响

建立了氯体系电子活度（pε）和pH优势区域图（pε-pH）图,从酸化、氧化和还原的角度,探讨了标准状态下pε和pH对二氧化氯制备和稳定性的影响。实际生产不可能制备绝对纯净的二氧化氯。对于不同的水体,由于其pε和pH值不同,因而可能使二氧化氯表现出不同的稳定性特征。如果水溶液中二氧化氯不歧化为氯酸根,二氧化氯相对稳定,并与亚氯酸根、氯分子或氯离子稳定共存。当氯体系实现最终平衡时,二氧化氯仅在强酸介质中优势存在,随着酸度降低,二氧化氯歧化为氯酸根和氯气,水溶性和二氧化氯在常规pH条件下不稳定。     

表面活性剂疏水链长对高温下泡沫稳定性的影响

选用不同疏水链长的α-烯烃磺酸盐(AOS)形成泡沫, 分别用泡沫衰减法和泡沫岩芯封堵法测定不同温度下的泡沫稳定性, 并采用动态表面张力、界面流变、分子模拟等方法研究了表面活性剂在气/液界面的吸附行为和界面吸附层的性质, 分析了高温下泡沫的稳定机制. 实验结果表明, 在高温下, 极性头的“锚定作用”减弱, 表面活性剂疏水链难以在气液界面保持以直立状态吸附, 疏水链碳数大于20的表面活性剂分子难以分立吸附, 其疏水链相互交叉缠绕, 增强了泡沫膜的强度, 减缓了气体通过液膜的扩散, 形成的泡沫在高温下具有较好的稳定性.     

非肽类SARS冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂的设计与活性表征

SARS冠状病毒3CL蛋白酶是SARS病毒复制过程中的主要蛋白酶, 针对其开展药物设计有望得到有效的抗SARS病毒药物. 本文基于SARS冠状病毒3CL蛋白酶的三维结构, 对现有化学试剂及临床用药数据库进行虚拟筛选, 选出可能对SARS冠状病毒3CL蛋白酶有抑制的非肽化合物进行初步活性测试, 并研究了已知的人鼻病毒3C蛋白酶抑制剂对SARS冠状病毒3CL蛋白酶的活性, 合成了两种母环的衍生物, 得到靛红和哌嗪两类SARS冠状病毒3CL蛋白酶的抑制剂, 其中一个靛红类化合物的IC₅₀为0.76 µmol•L^－1; 而抗组胺药哌嗪类化合物对SARS冠状病毒3CL蛋白酶及细胞培育的SARS病毒的抑制作用, 提示了老药可以开发出新的用途.     

盐酸胍对疏水色谱中蛋白质保留行为的影响

研究了变性剂酸胍对几种蛋白质在高效疏水色谱中保留行为的影响，用液相色谱中溶质的计量置换保留模型和测流动相表面张力及蛋白质紫外吸收光谱方法研究的结果表明：在低浓度范围内，盐酸胍主要以疏水作用影响蛋白质的保留；而在高浓度区域内，盐酸胍的存在则显著影响蛋白质分子的构象，使其保留行为发生变化。     

Ab initio Study on the Intermolecular Interaction and Thermodynamic Properties of Methyl Nitrate Dimer

Three stable dimers of methyl nitrate have been obtained and their geometries have been fully optimized at the HF/6‐31G,. level. Binding energies have been calculated with correction for the basis set superposition error (BSSE) and zero point energy (ZPE). The cyclic overlap‐type structure, the binding energy of which is 11.97 kJ/mol at the MP4SDTQ/6‐31G. / HF/6‐31G. level, is the most stable. No intermolecular hydrogen bond was found, and the charge transfer between two subsystems is minute. The thermodynamic properties of methyl nitrate and its dimers have been calculated based on the vibrational analysis and statistical thermodynamics.     

新型单分散聚合物基质高效疏水作用色谱填料的合成及性能研究

以自行合成的8.0μm大孔单分散亲水性交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯微球为基质,采用化学改性方法合成了邻二醇配基新型高效疏水作用色谱填料。详细评价了该填料对蛋白质的分离性能、动力学吸附容量、质量回收率、硫酸铵起始浓度和流动相pH值对蛋白保留的影响。结果表明,这种高效疏水作用色谱填料的分离性能优良,分离了5种标准蛋白,对溶菌酶的活性回收率为96%±5%,吸附容量高达36.5 g/L。     

pH Effect on Oxidation of Hydrogen Peroxide on Au(111) Electrode in Alkaline Solutions

The hydrogen peroxide oxidation reaction (HPOOR) on Au(111) electrode in alkaline solutions with pH values ranging from 10 to 13 was examined systematically. HPOOR activity increased and the slope of the \begin{document}$i$\end{document}-\begin{document}$E$\end{document} curve decreased with increasing pH. HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} is suggested to be the main reactive intermediate for HPOOR in alkaline media. The fast kinetics for HPOOR in alkaline solution is facilitated by the electrostatic interaction between the positively charged electrode and the reactive anions (i.e., HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} and OH\begin{document}$^-$\end{document}), which increases the concentration of these reactants and the thermodynamic driving force for HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} oxidation at the reaction plane.     

Ab initio Studies on Intermolecular Interaction of Formamide and Hydroxyacetonitrile Dimers

The structures, the binding energies and the thermodynamic properties of formamide and hydroxyacetonitrile(HAN) dimers have been studied by means of the self-consistent ab initio Hartree-Fock and the second-order Mφller-Plesset correlation energy correction methods. The counterpoise procedure was used to check the basis set superposition error(BSSE) of the binding energies. There exist cyclic structures in a formamide dimer(Ⅰ), a HAN dimer(Ⅱ) and their heterodimer(Ⅲ). The corrected binding energies for dimers Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ are respectively -45.53, -45.83 and -43.89 kJ/mol at the MP2/aug-cc-p VDZ//HF/aug-cc-p VDZ level. The change of the Gibbs free energies(ΔG) in the process of Ⅰ Ⅱ→2Ⅲ was predicted to be -2.74 kJ/mol at 298.15 K. Dimer Ⅲ can be spontaneously produced in the mixture of formamide and HAN, which is in agreement with the experimental fact that most cyanohydrins are capable of interacting with dipeptide cyclo-His-Phe(CHP).     

Theoretical Study of NO Dimer Adsorption and Dissociation on the CuCr204 (100) Surface

Theoretical simulation of the adsorption and dissociation of two NO molecules at the Cu2 , Cr3 and bridge Cr3 sites (b-Cr3 ) on the normal spinel CuCr2O4 (100) surface has been carded out by density functional theory calculations. The results show that the formed N-down and O-down NO dimers are negatively charged. The formation of stable O-down dimers on the surface leads to the great elongation of N-O bond, which contributes to the NO reduction. The transition-state calculations indicate that the decomposition of O-down NO dimer at the b-Cr3~ site is most favorable and N2O is the major reduction product.     

Theoretical Study of NO Dimer Adsorption and Dissociation on the CuCr2O4 （100） Surface

Theoretical simulation of the adsorption and dissociation of two NO molecules at the Cu^2＋, Cr^3＋ and bridge Cr^3＋ sites （b-Cr^3＋） on the normal spinel CuCr2O4 （100） surface has been carried out by density functional theory calculations. The results show that the formed N-down and O-down NO dimers are negatively charged. The formation of stable O-down dimers on the surface leads to the great elongation of N-O bond, which contributes to the NO reduction. The transition-state calculations indicate that the decomposition of O-down NO dimer at the b-Cr^3＋ site is most favorable and N2O is the major reduction product.     

自由基C69N及双体(C69N)2结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对自由基C₆₉N(Cs)及双体(C₆₉N)₂(C₂h)进行了理论研究,结果表明:笼骨架上N的掺入使C₇₀笼发生畸变,N向笼外突出,与氮相连的碳(6-6环上的C)自旋密度较大,2个C₆₉N自由基在这个碳上以C-C单键连接,形成双体为C₂h对称性,N与附近的3个碳均以单键连接,并不断开。理论计算的电子光谱与实验吻合较好,(C₆₉N)₂易分解为单体C₆₉N.