材料(ISSN 1996-1944)于2008年推出。The journal covers twenty-five comprehensive topics: biomaterials, energy materials, advanced composites, advanced materials characterization, porous materials, manufacturing processes and systems, advanced nanomaterials and nanotechnology, smart materials, thin films and interfaces, catalytic materials, carbon materials, materials chemistry, materials physics, optics and photonics, corrosion, construction and building materials, materials simulation and design, electronic materials, advanced and功能性陶瓷和眼镜,金属和合金,软物质,聚合物材料,量子材料,材料力学,绿色材料,一般。材料提供了一个独特的机会,可以贡献高质量的文章并利用其庞大的读者。
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摘要 我们在基本热操作 (ETO) 框架内研究催化,利用此类操作的独特特征来阐明催化动力学。作为基础,我们建立了新的技术工具,以增强 ETO 状态转换规则的可计算性。具体而言,我们为量子系统和任意维数的特殊初始状态类提供了状态转换的完整表征。通过将这些工具与数值方法结合使用,我们发现通过采用小型催化剂(仅包括量子比特催化剂),可以显著扩大量子系统的状态转换集。这一进步显著缩小了 ETO 和一般热操作之间可达状态的差距。此外,我们将催化转变分解为时间分辨的演化,这对跟踪系统和浴之间的非平衡自由能交换至关重要。我们的研究结果为热力学中简单实用的催化优势的存在提供了证据,同时也为分析催化过程的机制提供了见解。
在某些非生理条件下,在生物技术过程中使用酶的一般局限性是两个关键量,酶活性和稳定性之间的复杂相互作用,其中一种的增加通常与另一个关键的减少有关。确切的稳定性交易是为了使酶具有完全功能,但是其不同的蛋白质区域的重量及其对环境条件的依赖性尚未阐明。为了促进此问题,我们使用了我们最近开发的形式主义来有效地识别蛋白质结构中的稳定性和弱点区域,并将其应用于具有已知的实验结构和催化位点的大型球状酶。我们的分析表明,以催化区为中心的自由能补偿的惊人振荡模式。的确,相对于稳定性,催化残基通常不是最佳的,但是催化位点周围第一个壳的残基平均是稳定性强度,因此对于这种缺乏稳定性而言。第二壳中的残留物再次较弱,依此类推。在所有酶家族中,这种趋势都是一致的。它伴随着类似但不太明显的残留物保守模式,跨进化。此外,我们分别分析了冷和热适应的酶,并强调了稳定强度和劣势的不同模式,这些模式可洞悉催化速率在冷环境中的长期概率。通过深诱变扫描获得的我们的稳定性和保护结果与实验性数据的成功比较,使我们提出了改善催化活性的标准,同时保持酶稳定性,这是酶设计的关键目标。
作为 CRISPR-Cas9 基因组编辑技术的核心,内切酶 Cas9 可在 DNA 中引入位点特异性断裂。然而,目前仍缺乏改善 Cas9 功能的精确机制信息。本文将多微秒分子动力学、自由能和多尺度模拟与溶液 NMR 和 DNA 裂解实验相结合,以解析靶 DNA 裂解的催化机制。我们表明,活性 HNH 核酸酶的构象与催化 Mg 2+ 紧密相关,揭示了其主要的结构作用。这种活性 Mg 2+ 结合的 HNH 通过分子模拟、溶液 NMR 和 DNA 裂解分析得到一致描述,同时还揭示了催化 H840 的质子化状态受到活性位点突变的强烈影响。最后,从头算 QM(DFT)/MM 模拟和元动力学建立了催化机制,表明催化作用由 H840 激活并由 K866 完成,从而使 DNA 裂解实验合理化。这些信息对于增强 CRISPR-Cas9 的酶功能以改进基因组编辑至关重要。
材料(ISSN 1996-1944)于2008年推出。The journal covers twenty-five comprehensive topics: biomaterials, energy materials, advanced composites, advanced materials characterization, porous materials, manufacturing processes and systems, advanced nanomaterials and nanotechnology, smart materials, thin films and interfaces, catalytic materials, carbon materials, materials chemistry, materials physics, optics and photonics, corrosion, construction and building materials, materials simulation and design, electronic materials, advanced and功能性陶瓷和眼镜,金属和合金,软物质,聚合物材料,量子材料,材料力学,绿色材料,一般。材料提供了一个独特的机会,可以贡献高质量的文章并利用其庞大的读者。
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