Local hydrated structure of an Fe2+/Fe3+ aqueous solution: an investigation using a combination of molecular dynamics and X-ray absorption fine structure methods

The hydrated shell of both Fe2+ and Fe3+ aqueous solutions are investigated by using the molecular dynamics (MD) and X-ray absorption structure (XAS) methods. The MD simulations show that the first hydrated shells of both Fe2+ and Fe3+ are characterized by a regular octahedron with an Fe-O distance of 2.08 for Fe2+ and 1.96 for Fe3+, and rule out the occurrence of a Jahn-Teller distortion in the hydrated shell of an Fe2+ aqueous solution. The corresponding X-ray absorption near edge fine structure (XANES) calculation successfully reproduces all features in the XANES spectra in Fe2+ and Fe3+ aqueous solution. A feature that is located at energy 1 eV higher than the white line (WL) in an Fe3+ aqueous solution may be assigned to the contribution of the charge transfer.     

用MXAN拟合钩端螺旋体去甲酰化酶XANES谱

钩端螺旋体去甲酰化酶(Leptospira interrogans PDF)是一种重要的含锌金属蛋白酶, 对钩端螺旋体这一广泛存在的致病菌的蛋白合成起着关键的催化作用, 是一个很好的药物设计靶蛋白. 本文测试了LiPDF在pH3.0的溶液状态下的X射线吸收近边结构(XANES: X-Ray Absorption Near-Edge Structure)谱, 利用以从头计算(ab. initio)的多重散射(Multiple Scattering)为基础的MXAN方法确定金属蛋白活性中心的精细结构. 研究发现结合合适的初始结构模型, 可以更好地重现LiPDF蛋白的XANES曲线, 从而能够得到更加准确的结构参数. 活性中心的精细结构为理解LiPDF的pH依赖的催化活性提供了结构基础.     

高压下LiF和NaF的结构稳定性及其电子和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论，采用全势线性缀加平面波加局域轨道方法，计算模拟了LiF高压下的相变行为，预测其在450GPa附近发生由NaCl结构(B1)到CsCl结构(B2)的结构相变.同时还计算了高压下LiF不同相的电学特性，LiF的复介电函数以及介电常数随压强变化关系.通过比较能带结构的变化行为，得出LiF在53GPa附近还存在等结构相变，即由直接带隙结构变为间接带隙结构.将LiF的计算结果与另外一个同构化合物NaF进行了比较讨论. 关键词： LiF 压致相变 从头计算     

Br^—2,Cl^—2.诱导氧化磷酰化甲硫氨酸水溶液的脉冲辐解研究

采用脉冲辐解动态吸收光谱法研究了Ｂｒ＾－２和Ｃｌ＾－２自由在诱导氧化Ｎ－二异丙基磷酰化甲硫氨酸（ＮＤＭ）水溶液的过程，结果表明：Ｂｒ＾－２和Ｃｌ＾－２进攻ＮＤＭ中的硫原子形成含硫三电子键ＮＤＭ（Ｓ∴Ｘ）（Ｘ＝Ｂｒ，Ｃｌ）它们分别在４００ｎｍ和３９０ｎｍ处有最大吸收峰，形成和衰变均呈一级反应，测定了不同条件下氧化反应的速率常数，推导了反应机理，并从分子结构观点与甲硫氨酸水溶液的Ｂｒ＾－２．Ｃｌ＾－２     

一种蛇毒金属蛋白样品的XAS研究

测试一种含锌蛇毒金属蛋白Acutolysin A不同pH值环境下的XAS曲线,实验结果表明不同的pH值对样品的结构有一定的影响.EXAFS模拟的结果显示,该蛋白晶体PDB数据的精度不足以给出金属离子的精细局域结构.而利用不含氢原子的Cluster从头计算拟合出的XANES谱同样与实验谱有一定的差别,说明氢原子对XANES的贡献不可忽略.实验还发现X射线辐照对样品的损伤较小.     

1,2-和1,4-萘醌248 nm激光光解的瞬态吸收光谱研究

利用纳秒级激光光解动态吸收光谱装置,研究了1,2-和1,4-萘醌中性水溶液的瞬态吸收光谱.发现1,2-萘醌及1,4-萘醌被光电离后形成的阳离子自由基在380nm均有最大吸收,但1,4-萘醌阳离子自由基在衰变过程中又形成了两种新的活性粒子,它们的最大吸收分别位于410和580nm,分析表明:410nm属于1,4-萘醌脱氢自由基的吸收,而580nm很可能归属由于电子转移而形成的瞬态产物.进一步研究发现,1,2-萘醌在中性水溶液中能被248nm激光单光子电离.     

氧与次溴酸反应理论研究

用密度函数理论(DFT)对氧原子与次溴酸HOBr在势能面上的反应进行了研究,用B3LYP方法计算了势能面上各驻点物种的参数、能量等.结果表明:O与HOBr在势能面上有两个通道,简单可概括为摘H和摘Br反应,两通道的产物相同,均为HO、BrO.计算出反应热为42.3kJ/mol,根据等链反应特点,得到HOBr的生成热为-41.4kJ/mol.     

SO4.-自由基氧化苯丙氨酸反应机理的

采用时间分辨的动力学瞬态吸收光谱和脉冲辐解技术研究了水溶液及水/乙腈混合溶液中SO₄^.- 自由基氧化苯丙氨酸的反应. 结果表明氧化性的SO₄^.- 自由基进攻苯丙氨酸首先生成在310 nm 处有一强吸收峰的苯丙氨酸阳离子自由基3, 然后再经由三条相互竞争的途径反应: 羟基化、脱质子、脱羧. 3个反应进行的难易强烈依赖于苯丙氨酸羧基和氨基末端的离子态以及溶剂的性质. 苯丙氨酸的羧基以非质子态存在时脱羧反应才能发生. 脱质子反应在高pH的溶液中较中性或酸性溶液中易于进行, 而且随着介质中乙腈的增加与羟基化反应相比较脱质子反应占主导, 而在纯的水溶液中羟基化反应更易进行.     

SO4●－自由基氧化酪氨酸反应中的溶剂效应

研究了水-乙腈混合溶液中SO4●－自由基氧化酪氨酸的反应.实验结果表明，SO4●－自由基氧化酪氨酸的反应机制不因乙腈的加入而改变，但所产生的瞬态粒子的动力学行为受到较大影响.随介质中乙腈体积分数的增加，SO4●－的衰变速率减慢而酪氨酸中性自由基（TyrO●）的衰变速率加快.我们认为这两种自由基所呈现出来的相反的溶剂效应是由于其所带电荷的不同.随介质中乙腈体积分数的增加，SO4●－氧化酪氨酸的反应速率减慢.这一实验结果意味着，在有机溶剂存在的情况下TyrO●/ TyrOH的氧化还原电势可能发生了变化，从而旁证了关于TyrO●/ TyrOH的氧化还原电势因酪氨酸从游离状态变到肽或蛋白质中而发生变化的推测.     

活性氮与溴分子反应的实验研究

在流动反应管中, 利用高纯N₂空心阴极放电制备活性氮, 研究了活性氮与溴分子碰撞反应得到的发射光谱. 在540～800 nm波段观察到了较强的NBr(b¹Σ^＋→X³Σ^－)跃迁发射谱, 在292 nm处观察到了Br₂(D'→A')辐射跃迁. 实验结果表明, 得到的NBr(b¹Σ^＋)显示出了非弛豫的发射特征, 最高振动能级为ν'＝9. 激发态的NBr(b¹Σ^＋)是由活性氮中的N(²P)原子与Br₂直接反应生成的.