单晶锗表面键合光敏染料的研究

本文在烯丙醇单体上进行了两种一甲川菁的合成,并用一种新的化学键合法将两种一甲川菁染料键合在抛光的半导体单晶锗表面。将键合有光敏染料的锗片进行了激光Raman光谱及XPS谱测试,结果表明,与对照锗片相比,键合后的锗片表面,锗衬底的一级拉曼峰强度减少,并在600～3200cm~(-1)范围内出现了与键合颜料分子相应的拉曼频移;在XPS谱中,分别进行了C,N,O,S,卤素等原子的谱图分析,证实了键合颜料后半导体单晶锗表面增加了C—N,S—C,C—O等键,结果与键合的颜料分子结构相符,表明两种光敏染料通过锗氧键共价键合于锗表面。     

A Molecular Modeling for the Complexation of Cyclobis(paraquat-p-phenylene) with Substituted Benzenes and Biphenyls

The molecular recognition of cyclobis(paraquat-p-phenylene), 14+, has drawn great attention recently, due to its important applications in the design and synthesis of electrochemically and chemically switchable rotaxanes, photoactive rotaxanes, and other molecular devices1. Usually, this type of molecular recognition was investigated with the methods including X-ray, NMR, UV, and IR. However, since these methods usually have difficulties in providing a detailed understanding of the energeti…     

Ag4超原子在超原子分子中的SP3杂化特性

为了研究和原子类似的超原子也能用来组建分子和材料的这一特性,以正四面体的Ag₄团簇为例构建了一系列的超原子分子Ag₄X₄(X=H,Li,Na,K,Cu,Ag,Au以及F,Cl,Br)． 基于超级价键模型,可以将正四面体的Ag₄团簇视为4电子的超原子,通过比较Ag₄和C组成的代表分子Ag₄X₄(X=Au,Cl)和CX₄(X=H,Cl)的成键模式和分子轨道,可以发现Ag₄超原子与sp³杂化的C原子相似．能量计算显示超原子分子是稳定的,大能隙和高芳香性也进一步证实了它们的稳定性．     

应变纤锌矿ZnO/MgxZn1-xO盘形量子点中的离子施主束缚激子态

在有效质量近似下,计算了盘形量子点中离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命.设盘形量子点由有限长的柱形ZnO材料组成,四周被Mgx Zn1xO包围,离子施主局域在盘轴.考虑了由于自发极化和压电极化引起的内建电场效应,并在有限深约束势下采用合适的变分波函数进行.计算结果表明,量子盘结构参数(盘高度及垒中Mg组分)和离子施主的位置对离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命有强烈的影响.随着盘高度的增加,结合能、光跃迁能和振子强度减小,而辐射寿命增加.对含Mg量较高的盘形量子点,盘高度对结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命的影响更显著.当施主杂质位于量子点的左界面附近时结合能(光跃迁能)有极大(极小)值,而当施主杂质位于量子点的右界面附近时结合能(光跃迁能)有极小(极大)值.     

人类细胞色素P450 2E1酶在不同乙醇浓度下构象变化的分子动力学模拟

细胞色素P450(CYP) 2E1家族酶是一种具有双重功能的单加氧酶, 能够参与市场上6%药物的代谢而具有重要的作用. 这类酶与酒精的消耗、 糖尿病、 肥胖症以及厌食症等密切相关, 引起了广泛的研究兴趣. 目前尚未见从原子水平上对这种酶在不同乙醇浓度下构象行为的研究. 基于此, 本文研究了花生四烯酸(AA)与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下构象与能量变化的特点. 对于在不同乙醇浓度下AA与CYP2E1的复合物结构, 采用分子动力学模拟结合自由能计算的方法进行研究. 分子动力学模拟结果表明, His109和Lys243氨基酸残基对AA与CYP2E1的结合起到了至关重要的作用. 当体系的乙醇浓度较高时, AA的结合能力有所下降, 这种结合能力的下降是由于AA与CYP2E1之间氢键相互作用力的减弱所致. 本研究对于AA与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下, AA分子与CYP2E1分子结合能力下降以及CYP2E1的构象变化给出了详细的解释. 本研究工作得到的结论对于实验和理论研究均有重要意义, 可为后续细胞色素P450酶类催化活性的研究提供理论支持.     

抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶作用模式的结合自由能计算研究

本文采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的作用机制。研究结果表明范德华作用主导了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的结合。基于残基的自由能计算表明残基Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Gly27′、Ala28′、Ile50′和Ile84′与G4G产生了较强的相互作用,同时研究也表明CH-π,CH-O相互作用和氢键是其主要的作用形式。该研究能为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导。     

HIV-1蛋白酶与抑制剂BEG相互作用的分子对接计算研究

本文使用分子对接方法和MM/PBSA方法计算抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合自由能,结果表明范德华相互作用主宰了BEG与HIV-1蛋白酶的结合,同时计算还证明分子对接采用的分子力场相比于Amber力场更适合于BEG-HIV蛋白酶系统。这篇论文还采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明残基Leu23、Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Asp25′、Gly27′、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Ile84′与BEG产生了较强的相互作用,同时也证明CH-π和CH-O相互作用驱动了抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合。我们期望这个研究能为艾滋病治疗药物的合理化设计提供理论上的指导和实验上的参考。     

取代基对腺嘌呤与胸腺嘧啶氢键复合物体系结合能的影响简

优化得到了17个取代胸腺嘧啶与腺嘌呤形成的氢键复合物的结构,并计算了这些复合物的结合能,探讨了胸腺嘧啶上不同取代基对结合能的影响. 结果表明,CF3取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能大于胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能,这可能是屈氟尿苷具有阻止病毒及肿瘤扩散功能的原因所在. SO3H,CN和NO2取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间具有更大的结合能,表明这3个基团取代的胸腺嘧啶也可能具有潜在的抗肿瘤作用. 分子中原子理论与自然键轨道分析表明,在所有体系中,氢键N—H…N最强,N—H…O=C次之,C—H…O=C最弱,轨道作用在氢键作用中占有重要地位.     

取代基对腺嘌呤与胸腺嘧啶氢键复合物体系结合能的影响

优化得到了17个取代胸腺嘧啶与腺嘌呤形成的氢键复合物的结构, 并计算了这些复合物的结合能, 探讨了胸腺嘧啶上不同取代基对结合能的影响. 结果表明, CF₃取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能大于胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能, 这可能是屈氟尿苷具有阻止病毒及肿瘤扩散功能的原因所在. SO₃H, CN和NO₂取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间具有更大的结合能, 表明这3个基团取代的胸腺嘧啶也可能具有潜在的抗肿瘤作用. 分子中原子理论与自然键轨道分析表明, 在所有体系中, 氢键N—H…N最强, N—H…O=C次之, C—H…O=C最弱, 轨道作用在氢键作用中占有重要地位.     

基于荧光数据计算蛋白质-配体结合常数的方程的对比及应用研究

蛋白质和配体的结合作用在生物体的生理生化过程中具有重要作用,是诸多领域的研究热点。研究蛋白质-配体结合作用的一个关键目标,就是获得两者的结合常数（K_b）以评价其结合作用的强弱。荧光光谱法具有灵敏度高、方便快速及成本低的优点,被广泛用于蛋白质-配体结合作用的研究中。应用荧光光谱法时,借助函数方程对荧光数据进行数学分析来得到K_b值是一个关键步骤。因不同方程的适用范围不同,应用于同一体系所获得的K_b值往往存在差异。针对此问题,一方面讨论了利用荧光光谱数据计算蛋白质和配体结合的K_b值的函数方程的推导过程及其适用条件,总结出不同前提条件下蛋白质-配体1∶1和1∶n (n≥2)结合时可选择的计算K_b值的最优方程。分析表明,选择最优方程应基于两个前提：a: 蛋白质与配体结合后形成的复合物是否产生荧光;b: 添加的配体浓度是否远大于蛋白质浓度。另一方面,以人血清白蛋白（HSA）-诺氟沙星（NFX）结合体系作为模型,对比了由不同方程拟合得到的K_b值的差异并探讨了相应原因。结果表明,HSA与NFX为1∶1结合,利用最适用该体系的方程（S12）拟合得到其在298 K下的K_b值为5.0×104 L·mol-1,而使用方程（S6）和方程（S24）拟合得到的K_b值分别比该值大28.8%和48.6%,由方程（S17）得到的值则比该值约高2个数量级。这直观地展示了选择不适用的方程对所获结果的影响。此外,将利用荧光光谱法获得的K_b值与其他方法获得的数据做了对比,说明了利用荧光光谱法计算蛋白质-配体K_b值的相对可靠性,同时也指出了该方法的局限性。结果表明,在利用荧光光谱数据获得蛋白质-配体结合的K_b值时,依据前提条件（即假设a和/或b是否成立）来选取最适合的函数方程是非常必要的,其将决定所得结果的可靠性。