蛋白质组学和代谢组学在微生物代谢工程中的应用

构建微生物细胞工厂是化学品、生物能源以及药物分子可持续生产的可行性策略。然而，微生物的代谢复杂、调控严谨，制约着目标产物高效合成。蛋白质组学和代谢组学可以从系统生物学角度分析酶和代谢物组分，从而理解复杂的生物系统，为微生物代谢工程改造提供重要线索。该文介绍了蛋白质组学和代谢组学在微生物代谢工程中的应用，包括基因组尺度代谢模型构建、菌株生物合成优化、指导菌株耐受性改造、限速步骤预测、植物次级代谢途径挖掘，从而为微生物合成天然产物提供新的基因或途径。在此基础上，该文还展望了生物大数据未来的发展方向。     

化学基元组学与药物创新

化学基元组学（chemomics）是与化学信息学、生物信息学、合成化学等学科相关的交叉学科．生物系统从内源性小分子（天然砌块）出发,通过酶催化的化学反应序列制造天然产物．生物系统通过化学反应和天然砌块向目标天然产物“砌入”一组原子,这样的一组原子称为化学基元（chemoyl）．化学基元组（chemome）是生物组织中所含有的化学基元的全体．化学基元组学研究各种化学基元的结构、组装与演化的基本规律．在生存压力和繁衍需求的驱动下,生物系统已经进化出有效手段来合成天然产物以应付环境的变化,并产生了丰富多彩的生物和化学多样性．近年来,人们意识到药物创新的瓶颈之一是药物筛选资源的日益枯竭．化学基元组学可以解决这个瓶颈问题,它通过揭示生物系统制备化学多样性的规律,发展仿生合成方法制备类天然化合物库（quasi natural product libraries）以供药物筛选．本文综述了化学基元组学的主要研究内容及其在药物创新各领域中的潜在应用．     

环四甲撑四硝胺(HMX)结构和性质的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,取6-31G基组,求得环四甲撑四硝胺分子的几何构型、电子结构、 IR谱和298～1200 K的热力学性质.全优化几何构型和电子结构均具有Ci对称性.在相邻原子之间以N-NO2键的Mulliken集居数最小,表明其间电子分布较少,预示其为热解和起爆的引发键.IR谱与实验结果良好相符.     

溶液中非过渡金属混合配体配合物形成的热力学研究2:某些镉(Ⅱ)-联吡啶(邻菲咯啉)-氨基酸混配配合物中配体间疏水缔合作用的热力学

应用pH电位法测定水溶液中CdLA型混合配体配合物和相应的单配体配合物CdL,CdL~2,CdA,CdA~2在离子强度为(0.10(KNO~3)、温度分别为15℃, 25℃, 35℃和45℃时的稳定常数,其中L为联吡啶或邻菲咯啉;A为丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸,稳定性数据结合配体的结构表明,在含有亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的混配配合物中存在着按上述配体顺序逐渐增强的配合物分子内的配体间疏水缔合作用.用温度系数法求出上述混配配合物形成反应的焓变ΔH,并进一步求出反应的自由能变化ΔG 和熵变ΔS.热力学函数数据表明,较大的熵增加是上述混配配合物中配体间疏水缔合作用的主要推动力.     

N-烯基硝酮分子内环加成反应区域选择性的理论研究 3:N-4-甲基-4-戊烯基硝酮分子内环加成反应的区域选择性

N-4-甲基-4-戊烯基硝酮分子内环加成反应可以生成氧桥型(Pa)和碳桥型(Pb)两种产物, 其实验产率比约为8:1。而在N-4位未取代的情况下, Pa与Pb的实验产率比约为1:2。可见N-4-甲基使得区域选择性发生了很大的变化。本文用AM1 MO方法和过渡状态理论研究了N-4-甲基-4-戊烯基硝酮分子内环加成反应的机理。计算了两个平行反应(a, b)的速率常数的比值, 得到与实验吻合的结果。计算表明, N-4-甲基取代后, a, b两反应的活化熵的相对变化是区域选择性改变的主要因素, 活化焓的相对变化只是一个次要因素。     

一个新的用于反应散射计算的L^2平动基函数集合

本文通过构造新的L^2平动基函数集合改进了Shima-Baer方法.新集合中不再含有任何人工可调参数,取而代之的是反应体系的分子特性常数.由于在平动基函数中含有在非经典区域内的高度衰减因子,从而大大提高了反应几率对平动基函数展开的收敛速度.对共线交换反应H+H~2→H~2+H的计算结果表果,对平均基函数展开的收敛速度已接近包含畸变势的计算结果.改进后的Shima-Baer方法计算量明显降低.     

咪唑键合细胞色素C的核磁共振共振研究

我们用^1HNMR双共振技术测定了在pH=7.04,温度303-319K范围内咪唑键合氧化型细胞色素C的平衡常数,从Van'tHoff和Arrhenius方程得到键合的热力学常数△H=48.5kj·mol^-1,△S°=184J·mol^-1·K^-1和活化能E~a=159kj·mol^-1,并与其它血红素蛋白和模型化合物的热力学常数作了比较和讨论.用饱和转移法归属了cytc·Im的血红素环上甲基峰,首次用NMR方法确证咪唑在与氧化型cytc反应中取代了轴向Met80,形成新的Fe-N键.     

单个离子标准迁移自由能的测定

本文采用活化分析法测定参考解质Ph4AsPh4B晶体在水和有机溶剂中的溶解度和计算了它从水迁移到有机溶剂中的标准迁移Gibbs自由能△^s^wG^0t.根据Ph4AsPh4B假定,求得参考正负离子Ph4As^+和Ph4B^-的标准迁移Gibbs自由能.又通过测定Ph4AsTcO4,CsPh4B,KPh4B和CsTCO4等晶体在水和有机溶剂站的溶解度,求得TcO4^-,K^+,Cs^+等离子的标准迁移自由能,并对结果进行了讨论.     

分子离子NO+激发态的势能函数

100公里以上的大气分子离子主要为NO~+。它的辐射特点及它与电子、原子或分子的相互作用,对于理解大气的化学过程具有特别重要的意义。为了研究这些过程,确定NO~+分子离子基态及其各个激发态的分子势能函数是非常重要的。精确的X~1Σ~+,A~1Ⅱ和a~3∑~+势能曲线已发表;基于光电子谱的研究发现了NO~+的其它激发态,但对于这些激发态的研究尤其是势能函数的研究不多。本文研究并导出NO~+的基态和10个激发态的势能函数。     

高效液相色谱-质谱法对冠心病患者血清的脂质组学研究及其临床意义

采用高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)对冠状动脉慢性完全堵塞(CTO)患者在不同患病阶段的血清试样进行了脂质组学研究.试验采集了CTO疑似人群、CTO患者及CTO患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)手术后24 h和72 h的血清,分别采用氯仿和体积比为25:75的乙酸乙酯-异辛烷混合溶液提取脂质,离心分离后,上清液用...