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具有侧链诱导平面性的聚合物光催化剂，以增加水的牺牲性氢的活性
共轭聚合物是光催化氢进化的有前途的材料。但是，大多数报道的材料不可溶解材料，从而限制了它们用于大规模应用的潜力，例如作为解决方案铸造膜。通常引入柔性侧链以提供溶解度，但是这些通常具有不利的特性，例如疏水性，从而降低了光催化活性。在这里，采用计算预测来帮助设计氯仿可溶性聚合物光催化剂，这些光催化剂通过有利的分子内相互作用显示了平稳性的增加。使用这种方法，将三个共轭聚合物光催化剂与相同的聚（苯 - 二苯并[b，d]硫苯磺酸硫酮）骨架，但在苯二烯环上的溶解侧链不同，探索了（即乙烯糖基乙烯糖），n -decyl，n-dody，n-ded。这些侧链变化显着改变了聚合物的特性，特定的能级，光学间隙和润湿性。在悬浮液中，疏水N-氧化官能化聚合物的牺牲氢进化速率为17.0μmolH -1，而亲水性TRI（乙二醇）功能化聚合物的活性几乎增加了三倍（45.4μh -h -1）。相反，由于侧链引起的骨架扭转，纯烷基侧链（N-二烷基）纯烷基侧链（N-二烷基）未观察到氢的演化。在可见光光照射下，最活跃的聚合物的薄膜表现出有希望的面积归一化的牺牲氢进化速率，为7.4±0.3 mmol H-1 m-2。
在分子结构中引入溴是药物设计的良好策略
如今，对新药的探索导致了成千上万种新物质的开发。有效的药物设计策略之一是修改先前获得和研究过的物质。一种非常流行的修改是将卤素引入药物结构，最常见的是氟或氯原子。然而，将溴引入潜在药物的结构也有许多优点。一个很好的例子是从海洋生物中提取的天然物质，这些物质已被研究并证明对各种疾病有效，包括耐药细菌的抗生素治疗。许多研究证明了溴及其同位素在治疗中的使用是合理的（包括诊断成像和放射治疗）。为了更好地解释“溴化”的影响，许多研究人员将这种现象描述为“卤素键”。由于有机分子卤素原子中存在所谓的“σ-空穴”，因此可以形成这些键，从而导致分子间和分子内相互作用的变化。此类变化可以对药物-靶标相互作用产生有利影响。溴化的优点包括提高治疗活性、对药物代谢产生有益影响以及延长药物作用时间。此外，重原子效应现象可用于提高光动力疗法和放射增敏的有效性。不幸的是，“溴化”并非没有缺点，我们可能包括增加毒性作用和在生物体内的积累。
位点分化的铁硫簇连接影响基于黄素的电子分叉活性
摘要：电子分叉是一种巧妙的生物能量转换机制，可有效耦合三种不同的生理相关底物。因此，执行此功能的酶通常在调节细胞氧化还原代谢中起关键作用。一种这样的酶是 NADH 依赖性还原铁氧还蛋白：NADP + 氧化还原酶 (NfnSL)，它将 NAD + 的热力学有利还原耦合以驱动铁氧还蛋白从 NADPH 的不利还原。NfnSL 与其底物的相互作用被限制在严格的化学计量条件下，这可确保非生产性分子内电子转移反应的能量损失最小。然而，决定这一情况的因素尚不清楚。NfnSL 的一个奇怪特征是，分叉电子的两个初始受体都是独特的铁硫 (FeS) 簇，每个簇包含一个非半胱氨酸配体。尽管位点分化的 FeS 配体在许多氧化还原活性酶中都存在，但它们的生化影响和机制作用仍是谜。在此，我们描述了野生型 NfnSL 和变体的生化研究，其中位点分化的配体之一已被半胱氨酸取代。基于染料的稳态动力学实验、底物结合测量、生化活性测定和酶中电子分布评估的结果表明，NfnSL 中的这种位点分化配体在维持两种电子转移途径执行的协调反应的保真度方面发挥作用。鉴于这些辅助因子的共性，我们的发现具有广泛的意义，超越了电子分叉和机械生物化学，并可能为调节细胞氧化还原平衡的方法提供信息，以实现有针对性的代谢工程方法。
结构降解导致硅胶密封剂故障
图1。PDMS-“随机分裂”机制的热降解a）分子内重新分布和b）分子间重新分布.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................（a）新鲜制备的商用硅胶密封剂样品（b）提取的硅氧烷降解产物的离子电流热量计学的EGA-MS总离子电流热图。................................... 23 Figure 3.EGA-MS热合器用于控制和老化商用硅胶密封剂样品。 (a) Level 3 aging samples, (b) Level 2 aging samples, (c) Level 1 aging samples & (d) Control sample .................... 25 Figure 4. 比较加热速率不同的对照密封剂的TD-PYR-GC-MS曲线用于对照密封剂（从90°C到790°C）获得的对照密封剂（五个步骤）。 比较了两个加热速率：（a）600°C/min和（b）20°C/min。 ............................................................................................ 27 Figure 5. 对于两个新鲜制备的样品，获得了 GC-MS色谱图，并使用优化方法进行了比较。 ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 28图6。 Siloxane Degradation Product Identification ............................................................................... 29 Figure 7. EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L3的代表性样品。 ............................................................................................................................................................. EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L2的代表性样品。 .... 33图11。EGA-MS热合器用于控制和老化商用硅胶密封剂样品。(a) Level 3 aging samples, (b) Level 2 aging samples, (c) Level 1 aging samples & (d) Control sample .................... 25 Figure 4.比较加热速率不同的对照密封剂的TD-PYR-GC-MS曲线用于对照密封剂（从90°C到790°C）获得的对照密封剂（五个步骤）。比较了两个加热速率：（a）600°C/min和（b）20°C/min。............................................................................................ 27 Figure 5.GC-MS色谱图，并使用优化方法进行了比较。........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 28图6。Siloxane Degradation Product Identification ............................................................................... 29 Figure 7.EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L3的代表性样品。 ............................................................................................................................................................. EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L2的代表性样品。 .... 33图11。EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L3的代表性样品。.............................................................................................................................................................EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L2的代表性样品。.... 33图11。.............................................................................................................EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L1的代表性样品。 ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ EGA-MS和L0代表性样品的相应GC-MS色谱图。 不同降解水平L3，L2，L1 vs Control L0的代表性样品的定量数据。 在EGA-MS热合图和GC-MS色谱图，用于L1的代表性样品。........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................EGA-MS和L0代表性样品的相应GC-MS色谱图。不同降解水平L3，L2，L1 vs Control L0的代表性样品的定量数据。在
蛋白质-配体氢键强度模式的量子力学评估：来自半经验紧结合和局部振动模式理论的见解
摘要：氢键 (HB) 是生物系统中最丰富的基序。它们在确定蛋白质-配体结合亲和力和选择性方面起着关键作用。我们设计了两个对药物有益的 HB 数据库，数据库 A 包括约 12,000 个蛋白质-配体复合物，约 22,000 个 HB 及其几何形状，数据库 B 包括约 400 个蛋白质-配体复合物，约 2200 个 HB，它们的几何形状和键强度通过我们的局部振动模式分析确定。我们确定了七种主要的 HB 模式，可用作从头 QSAR 模型来预测特定蛋白质-配体复合物的结合亲和力。据报道，甘氨酸是供体和受体谱中最丰富的氨基酸残基，而 N–H · · · O 是数据库 A 中最常见的 HB 类型。HB 倾向于处于线性范围内，且线性 HB 被确定为最强的。HB 角在 100–110° 范围内的 HB 通常形成分子内五元环结构，表现出良好的疏水性和膜通透性。利用数据库 B，我们发现了 2200 多种蛋白质-配体 HB 的广义 Badger 关系。此外，每种氨基酸残基和配体功能团之间的强度和出现图为新颖的药物设计方法和确定药物选择性和亲和力提供了极具吸引力的可能性，它们也可作为命中到先导化合物过程的重要工具。
使用片段分子轨道法
摘要：蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）对于许多蛋白质的功能至关重要。异常PPI有可能导致疾病，这使PPI有望成为药物发现的靶标。人类Interactome参考数据库中有超过64,000个PPI，但是迄今为止，很少有PPI调节剂被批准用于临床使用。PPI特异性疗法的进一步开发高度取决于结构数据的可用性以及可靠的计算工具的存在，以探索两种相互作用的蛋白质之间的接口。碎片分子轨道（FMO）量子力学方法提供了一种全面且计算的廉价平均值，可以识别出在蛋白质蛋白质界面上发生的分子相互作用的强度（Kcal/mol）和化学性质（静电或疏水性）。我们已经集成了FMO和PPI探索（FMO-PPI），以识别对蛋白质 - 蛋白质结合至关重要的残基（热点）。为了验证这种方法，我们已将FMO-PPI应用于代表几种不同蛋白质亚家族的蛋白质 - 蛋白质复合物的数据集，并获得了与已发布的诱变数据一致的FMO-PPI结果。我们观察到临界PPI可以分为3个主要类别：两种蛋白质（分子间）的残基之间的相互作用，同一蛋白质（分子内）中的残基之间的相互作用以及两种由水分子（水气囊）介导的两个蛋白质的残基之间的交互。我们通过证明如何利用FMO-PPI获得的这些信息来支持基于结构的PPI调节剂（SBDD-PPI）的药物设计，从而扩展了发现。
使用息肉素反向Hoogsteen发夹技术对点突变的基因校正
单基因疾病通常是特定基因单点突变的结果，导致非功能蛋白的产生。不同的血液疾病，例如β-丘脑贫血，镰状细胞病，遗传性球细胞增多症，fanconi贫血和血友病A和B，通常是由点突变引起的。基因编辑工具，包括Talens，ZFN或CRISPR/CAS平台，以纠正负责不同疾病的突变。然而，不依赖核酸酶活性的替代分子工具，例如形成三核苷酸及其衍生物（例如肽核酸），也证明了它们在DNA中纠正突变的能力。在这里，我们回顾了修复 - 螺肽反向Hoogsteen发夹（PPRHS）技术，该发夹可以代表该领域内的替代基因编辑工具。修复-PPRHS是由由五甲状腺素桥连接的两个息肉素镜重复序列形成的单链DNA分子，然后在分子的一端进行扩展序列，该序列是与DNA序列同源的，但要修复了DNA序列，但含有修复的DNA序列。PPRH的两个息肉臂由嘌呤之间的分子内反间隔键结合，从而形成了发夹结构。该发夹芯与watson-crick键以序列特异性方式与dsDNA中靶突变相对近乎近距离突变结合，从而产生了刺激重组的三重结构。这项技术已成功地用于修复其内源性基因座中DHFR和APRT基因突变体在哺乳动物细胞中的集合，并且可以适合校正负责血液疾病的突变。
配体和氧化剂在 Pd(II) 催化和配体激活的脂肪族羧酸 C(sp 3 )–H 内酯化反应中的作用：机理研究
摘要：研究了 Pd(II) 催化的单 N 保护氨基酸 (MPAA) 配体和 TBHP 氧化剂介导的脂肪族羧酸中 β-C(sp 3 )–H 键内酯化反应的机理。我们已经表明，TBHP 氧化剂和 MPAA 配体的组合非常关键：反应通过 MPAA 配体介导的 TBHP 氧化 Pd(II)/Pd(IV) 进行，然后 Pd(IV) 中间体发生 C–O 还原消除。虽然 Pd(II)/Pd(IV) 氧化是限速步骤，但 C–H 键活化是区域选择性控制步骤。 MPAA 配体不仅可作为辅助配体稳定催化活性物质，还可作为 C–H 键去质子化过程中的质子受体，以及 TBHP 氧化 Pd(II)/Pd(IV) 过程中的质子供体。使用带有羟基的过氧化物基氧化剂也是绝对必要的：在限速 Pd(II)/Pd(IV) 氧化过渡态中，OH 基团的 H 原子参与 1,2-氢转移，以促进 MPAA 配体和过氧化物之间的质子穿梭。因此，脂肪族羧酸中 C(sp 3 )–H 键的内酯化通过 Pd(II)/Pd(IV) 催化循环进行，这与之前报道的 Pd(II) 催化、吡啶酮配体和 O 2 氧化剂辅助的芳香族 o-甲基苯甲酸中苄基 C–H 内酯化不同，后者通过 Pd(II)/Pd(0) 催化循环和分子内 SN 2 亲核取代机理进行。通过比较脂肪族和芳香族羧酸中 C(sp 3 )–H 键内酯化的这些结果，我们能够确定催化剂、底物、配体和氧化剂的作用。
一种从固相捕获载体中释放合成 DNA 序列的改进方法
高纯度的合成 DNA 序列对于开发和实施用于反义或 RNA 干扰疗法的安全有效的核酸药物至关重要。污染合成核酸序列的最主要杂质包括部分 5'- O 保护和/或 5'- O 未加帽的 DNA 序列，这些杂质导致在固相制造这些生物分子期间产生比全长序列更短的序列。1 已经开发并实施了一种固相纯化工艺，以近乎定量地消除污染合成 DNA 序列的比全长序列更短的 DNA 序列。2-4 具有末端酮功能的 5 '-硅氧基醚接头被转化为亚磷酰胺衍生物，用于任何 DNA 序列固相组装的最后偶联步骤。接头的酮功能允许通过形成肟功能将感兴趣的 DNA 序列锚定到氨基氧基官能化的硅胶载体上。本文报道了一种基于使用 1,4-脱水-D-核糖醇作为起始材料的策略，该策略能够：(i) 将其与合成 DNA 序列的 5'-羟基结合，以及 (ii) 将新形成的结合物从固相合成载体释放后固定在捕获固体载体上。必须将 DNA 序列结合物化学选择性固定在这种固体载体上，以便通过洗去捕获载体，丢弃在固相合成过程中固有形成的未结合的短于全长的 DNA 序列，这些序列与所需的 DNA 序列结合物一起从合成载体上释放。1,4-脱水-D-核糖醇实体还被设计为能够释放捕获的 DNA 序列，作为 5'-未磷酸化的 DNA 序列，大概是通过末端乙基磷酸三酯功能的分子内酯交换实现的。
工业作物和产品
木质素是地球上第二大的生物聚合物，有可能成为石油衍生材料的替代品。它由于其芳香结构以及众多酚类，酮和分子内氢键的存在而表现出出色的UV吸收能力。由于其复杂的性质，重要的是要研究其性质，这是朝着木质素重价的非常重要的一步。揭示其结构复杂性可以更好地研究其对最终木质素材料特性的影响。在我们的研究中，我们使用了两种不同的牛皮纸木质素：商业分析牛皮纸木质素（AL）和工业木质木质木质蛋白（AL）和基于二甲烷二甲酸（二硫酸酯）的BPA（Bisphenol a） - 无聚合物涂料的BPA（Bisphenol A）中的UV-PROTECT添加剂。KL和Al的最大添加为2 wt％。详细介绍了两个木质素样品（组成分析，灰分含量，摩尔质量和多分散性，表面形态，热性质以及羟基含量的定量测量）。我们提出了木质素对涂料的质地和热性能的影响。最后，我们研究了木质素作为通过UV-VIS电子吸收光谱的增值UV保护成分的应用。kl纯度较高，脂肪族OH的数量较高，在聚合物基质中比Al木质素具有更好的分散体，而Al木质素在聚合物基质中具有更大的凝聚。更好的色散导致在KL制成的涂层中产生更光滑的表面。最后，证明了KL添加剂对涂料材料的光保护性能的显着和显着影响。这些结果表明，可用的工业木质素对可持续和增值产品的价值有潜在的应用和机会。