计算机辅助蛋白质分子理性设计:从肌红蛋白到一氧化氮还原酶

计算机辅助蛋白质分子理性设计在解决化学及生物学重要问题中被证实十分有效。在NOR本身三维结构未知的情况下通过计算机分子模拟,使用肌红蛋白(Mb)作为蛋白质分子模型,设计了结构功能型一氧化氮还原酶(NOR),所设计的NOR蛋白质模型——Fe_BMb一年后被天然NOR的晶体结构所证实。本文综述了设计Fe_BMb, I107E Fe_BMb以及Fe_BMb(-His)的研究过程及其设计合理性,评述了通过使用计算机分子模拟,获得Mb处于双组氨酸配位的非天然状态的原子层次结构信息,而这些信息很难通过实验方法来获得。计算机辅助蛋白质分子理性设计的广泛应用将会为生物体系提供更深刻的内涵。     

钾改性氧化铝基羰基硫水解催化剂及其失活机理

天然气、油田伴生气、高炉煤气等化工生产过程中伴生COS气体,不仅会腐蚀管道和毒害催化剂,还会严重污染环境并危害人类健康。COS催化水解反应可在温和条件下高效的将COS脱除,是最具应用前景的COS脱除技术之一。碱金属元素因其具有独特的电子供体性质、表面碱性和静电吸附等特性,常被用作助催化剂以提高Al₂O₃的COS催化水解性能。近年来,以钾为助剂改性的Al₂O₃催化剂(K₂CO₃/Al₂O₃)在COS催化水解反应中得到广泛的应用,但由于负载在Al₂O₃上的K物种的组成复杂,目前研究者对K₂CO₃/Al₂O₃催化剂上COS水解机理的理解仍存在一定的困惑和争议。本论文通过湿法浸渍法合成出一系列钾盐和钠盐改性的Al₂O₃催化剂,并利用各类先进的表征技术对这些催化剂进行分析。活性测试表明,以K₂CO₃、K₂C₂O₄、NaHCO₃、Na₂CO₃和NaC₂O₄改性Al₂O₃催化剂均有助于COS的水解。其中K₂CO₃/Al₂O₃拥有最佳的COS水解性能,连续运行20 h后其COS转化率仍高于~93%,远远优于未改性的Al₂O₃ (~58%)。我们利用原位红外光谱和X射线光电子能谱探明了反应过程中催化剂的化学结构特征,阐明了H₂O分子在K₂CO₃/Al₂O₃上的水解作用机制。原位红外表明COS在K₂CO₃/Al₂O₃上的水解过程中形成了硫代碳酸氢盐中间产物。X射线光电子能谱表征证明催化剂的失活主要是因为催化剂表面积累了硫酸盐和单质硫。此外,我们还研究了水蒸气含量对COS水解性能的影响,研究发现,由于H₂O和COS分子在催化剂表面存在竞争吸附,过量的H₂O会引起催化活性的下降。上述研究表明,K₂CO₃/Al₂O₃催化剂上COS水解性能的提高主要是形成了HO-Al-O-K界面活性位。更为重要的是,所制备的催化剂都是在模拟工业工况条件下进行的,这为后续的工业应用提供了宝贵理论指导。本工作为理解助剂钾在Al₂O₃催化剂上COS水解活性的增强提供了新的见解,这为未来设计稳定高效的COS水解催化剂打开了新的发展方向。     

金团簇二十面体结构融合过程中其催化活性的演变

近年来,由有机配体保护的原子精确金属团簇在合成方面已取得了重要进展,其独特的原子结构对一些化学反应产生独特的催化效果.原子精确的团簇催化剂明显不同于纳米颗粒催化剂和单原子催化剂,是一种关联均相和多相的、原子数目确定、尺寸均一、结构精确的新型催化剂.从原子尺度上精确构筑团簇催化剂,探究亚纳米尺度的微观结构对催化性能的影响...     

基于酸位点增强的CeO2掺杂WO3复合催化剂用于柴油机尾气脱硝

采用先电沉积后水热的方法将WO₃负载于钛网上,后续采用电沉积负载CeO₂制备CeO_2-WO₃/Ti催化剂用于柴油车尾气选择性催化还原(NH₃-SCR)脱硝。通过固定床反应装置检测催化剂脱硝性能,考察了电沉积CeO2时间对催化剂脱硝性能的影响,结合SEM、XRD、XPS、H_2-TPR、NH₃-TPD和原位红外光谱等表征手段分析反应机制。结果表明,在WO₃表面进行20 min电沉积CeO₂的双组分催化剂NO_x转化率提升最明显,在200℃时已达到91.89%,250-350℃均为100%。双组分催化剂表面负载了WO₃纳米棒以及高度分散的CeO2,CeO₂的负载引入Ce³⁺并提高了催化剂化学吸附氧所占比例,但样品对应氧化还原能力没有明显提升。中温段(250-350℃)脱硝性能提高的主要原因是复合后CeO_...     

Glu-1不同位点对晋南小麦部分烘烤品质性状的效应分析

通过测定晋南麦区近十年来主要推广的38份小麦骨干品种的HMW-GS组成及其GMP含量、膨胀势、降落值及直链淀粉含量,分析了Glu-1不同位点对部分烘烤品质性状的作用情况.结果 表明,Glu-1位点对膨胀势的作用以1A位点的加性效应为主;对直链淀粉含量的作用表现为以1A和1D的加性效应为主.对降落值的作用以1B×1D的互作效应为主,伴有其他位点间的互作.对GMP的作用以1A的加性效应为主,对GMP/pro的作用表现为以1A和1B的加性效应为主.     

数控机床对刀方法与编程时刀位点选择问题

本文从实用的角度介绍各种不同类型的数控机床的常用对刀方法。并举例说明了编程时刀位点选择问题。     

五坐标联动叶片砂带磨削的刀位点计算

依据叶片型面砂带磨削精加工的加工精度和砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件。提出了叶片型面五坐标动砂带磨削的刀位点的计算方法。该方法亦适用于对其他复杂型面的砂带磨削加工，并对其他类型控砂带磨床的刀位计算有一定指导意义。     

大鼠肝细胞核仁超微结构与rDNA分布位点

以常规电镜及NAMA－Ur DNA特异染色技术对Wistar大鼠肝细胞核仁的超微结构和rRNA的分布进行了观察。常规电镜技术表明大鼠肝细胞核仁纤维中心（FC）是电子透明区，数量较多，形状不规则。密集纤维组分（DFC）是围绕FC的环状结构部分，电子密度很高。FC中的染色质存在着一个介于集缩和解集缩状态之间的变化过程。NAMA－Ur DNA特异染色技术表明核仁内rDNA呈分散性分布，主要分布于DFC中（包括FC）的边缘），同时观察到与核仁相随染色质相连的核仁内rDNA呈念珠状结构。     

隐Markov模型在剪接位点识别中的应用

剪接位点的识别是基因识别中的一个重要环节。由于现有的基因识别算法主要关注编码区的整体特性 ,而并不着重考虑个别位点的信息 ,因此难以准确地识别出剪接位点。考虑到剪接位点附近的保守序列的相邻碱基之间应该存在某种相关性 ,利用一阶 Markov链建立了表述这种相关性的模型 ,在此基础之上 ,设计了专门用于剪接拉点识别的隐马氏模型 (HMM)方法。实验结果表明 ,用 HMM描述剪接位点附近序列符合实际情况 ,并且利用这一方法进行剪接位点的识别可以很好地提取位点附近保守序列在边缘分布与条件分布 (转移概率 )上的统计特征。使用该方法对真实剪接位点和虚假剪接位点进行识别 ,识别率均可达 90 %以上。     

高熵纳米合金在电化学催化中的应用

The implementation of clean energy techniques, including clean hydrogen generation, use of solar-driven photovoltaic hybrid systems, photochemical heat generation as well as thermoelectric conversion, is crucial for the sustainable development of our society. Among these promising techniques, electrocatalysis has received significant attention for its ability to facilitate clean energy conversion because it promotes a higher rate of reaction and efficiency for the associated chemical transformations. Noble-metal-based electrocatalysts typically show high activity for electrochemical conversion processes. However, their scarcity and high cost limit their applications in electrocatalytic devices. To overcome this limitation, binary catalysts prepared by alloying with transition metals can be used. However, optimization of the activity of the binary catalysts is considerably limited because of the presence of the miscibility gap in the phase diagram of binary alloys. The activity of binary electrocatalysts can be attributed to the adsorption energy of molecules and intermediates on the surface. High-entropy alloys (HEAs), which consist of diverse elements in a single NP, typically exhibit better physical and/or chemical properties than their single-element counterparts, because of their tunable composition and inherent surface complexity. Further, HEAs can improve the performance of binary electrocatalysts because they exhibit a near-continuous distribution of adsorption energy. Recently, HEAs have gained considerable attention for their application in electrocatalytic reactions. This review summarizes recent research advances in HEA nanostructures and their application in the field of electrocatalysis. First, we introduce the concept, structure, and four core effects of HEAs. We believe that this part will provide the basic information about HEAs. Next, we discuss the reported top-down and bottom-up synthesis strategies, emphasizing on the carbothermal shock method, nanodroplet-mediated electrodeposition, fast moving bed pyrolysis, polyol process, and dealloying. Other methods such as combinatorial co-sputtering, ultrashort-pulsed laser ablation, ultrasonication-assisted wet chemistry, and scanning-probe block copolymer lithography are also highlighted. Among these methods, wet chemistry has been reported to be effective for the formation of nano-scale HEAs because it facilitates the concurrent reduction of all metal precursors to form solid-solution alloys. Next, we present the theoretical investigation of HEA nanocatalysts, including their thermodynamics, kinetic stability, and adsorption energy tuning for optimizing their catalytic activity and selectivity. To elucidate the structure–property relationship in HEAs, we summarize the research progress related to electrocatalytic reactions promoted by HEA nanocatalysts, including the oxygen reduction reaction, oxygen evolution reaction, hydrogen evolution reaction, methanol oxidation reaction, and CO₂ reduction reaction. Finally, we discuss the challenges and various strategies toward the development of HEAs.