摘要:分支酸变位酶 (CM) 长期以来一直用作计算化学中基准测试新方法和工具的模型系统。尽管这些酶在文献中占有重要地位,但活化焓和熵在催化分支酸转化为预苯酸盐方面所起的作用程度仍有待商榷。了解这些参数是充分理解分支酸变位酶机制的关键。在本研究中,我们利用一系列温度下的 EVB/MD 自由能扰动计算,使我们能够从单功能枯草芽孢杆菌 CM 和铜绿假单胞菌的混杂酶异分支酸丙酮酸裂解酶催化的反应的活化自由能的阿伦尼乌斯图中提取活化焓和熵。与未催化反应相比,我们的结果表明,两种酶催化反应的活化焓均显著降低,而对活化熵的影响相对较小,表明酶催化的 CM 反应是焓驱动的。此外,我们观察到枯草芽孢杆菌的单功能 CM 比其混杂对应物更有效地催化此反应。过渡态反应途径的结构分析支持了这一点,从中我们确定了解释反应焓驱动性质以及两种酶之间效率差异的关键残基。
在异质催化剂表面上的化学反应表现出与流体相产物多种途径的基本反应的复杂网络,有时会导致由封闭循环反应途径组成的表面反应环。尽管稳态下的常规催化剂在催化环周围的任一方向上表现出零净通量,但通过微动力学建模评估了三种表面回路的环路周转频率,以评估由两个或更多表面能态之间催化表面振荡的反应环行为。对于经历了表面能的施加振荡(即程序)的动态异质催化剂,显示三种物种的表面反应环在环路周围表现出非零的分子净流,而环更离心频率的程度随施加的频率和平方波振荡的应用频率和扩增而变化。另外,一些动态表面反应仅在两个表面物种之间表现出振荡,或者始终导致一个物种覆盖的表面。对于三个不同电子状态的动态表面程序观察到了更复杂的行为,而施加状态的TEM Poral顺序控制了三分子表面环内分子流动的方向。催化环有可能限制总体催化反应速率并在可编程催化剂中使用能量,而某些应用可能有目的地施加非零的环路转离频率,以改善表面反应控制。
摘要:尽管蛋白质结构的计算机设计取得了进展,但事实证明,通过此类方法设计有效的酶催化剂非常困难。该领域的挑战之一是通过计算机设计催化肯普消除反应的酶,这种反应在自然界中是观察不到的。在几种此类设计中,有一系列的催化速率常数可以通过实验室进化提高几千倍,尽管与催化类似化学反应的天然酶相比仍然很小。这些进化的设计酶还表现出与热展开无关的异常温度最适值。在这里,我们报告了这些酶的催化反应和构象热力学的广泛计算机模拟,以分析催化活性低和温度行为异常的根本原因。结果表明,酶-底物复合物存在较低的能量状态,这在具有过渡态类似物的晶体结构中是看不到的,这解释了低活性的原因。化学步骤和两种反应物状态之间的过渡的计算阿伦尼乌斯和范特霍夫图均为线性,并且发现所得的反应热力学使催化屏障完全熵化。基于我们计算出的热力学参数的动力学建模为最佳温度提供了两种可能的定量解释:308 K 时限速步骤的变化或底物结合后热容量变化为 − 0.3 kcal/mol/K,其中实验数据似乎与前者最为一致。关键词:酶动力学、Kemp 消除、酶设计、熵、热容量 ■ 简介
Scientific panel Level 1 keywords Level 2 keywords Catalysis Coordination chemistry Inorganic and nuclear chemistry NMP Non-Metallic Materials & basic processes Organometallic chemistry Radiation and nuclear chemistry Carbonhydrates Combinatorial chemistry Heterocyclic chemistry Macromolecular chemistry Molecular architecture and structure Molecular biology Molecular chemistry Natural product synthesis Organic chemistry Organic reaction mechanism肽化学聚合物化学立体化学上分子化学合成有机化学分析化学化学化学仪器化学仪器化学反应:凝集物质色谱胶水胶原化学的机制,动力学,动力学,动力学和催化反应化学化学化学反应催化均质催化离子液体质谱法在化学显微镜分子动力学分子电子学分子电子光催化光化光化学物理化学物理化学物理化学化学系统化学光谱光谱和光谱技术的结构和动力学的结构和动力学(gels,colloins colloins,colleds cysters等):),液体,眼镜,缺陷等。Surface chemistry Theoretical and computational chemistry Trace Analysis Biochemistry Biological chemistry Biomaterials, biomaterials synthesis Ceramics Coating and films Drinking water treatment Electrochemistry, batteries and fuel cells Environment chemistry Enzymology Food chemistry Fuel cell technology Graphene, 2D materials Hydrogen Intelligent materials, self-assembled materials Materials for sensors Medicinal chemistry Nanochemistry New materials: oxides, alloys, composite,有机无机杂交,纳米颗粒药物化学聚合物和塑料多孔材料的结构特性材料表面修饰薄膜毒理学
摘要该酶在行业中的利用为生产过程带来了许多好处和优势。酶是生物催化剂,有效地催化反应和生化过程中的水解。但是,在行业中应用酶,尤其是有关酶稳定性的挑战。在高温下使用时,涉及工业酶应用的生产过程中遇到的障碍物是酶的低稳定性。热敏酶会受到损害或变性。嗜热微生物之所以选择产生嗜热酶的潜力。与其他酶相比,嗜热酶具有更好的热稳定性,使其成为未来工业生产过程的有效替代品。这项研究旨在将耐热剂细菌与Nglimut温泉沉积物,纤维素酶 - 产生的产生分离株的筛选,并使用16S rRNA条形码鉴定出最佳的分离株。结果表明,在温泉的沉积物中发现了22种细菌分离株。 TS-14是产生淀粉酶的最佳分离株,最高的平均淀粉液指数为2.38,而TS-15的纤维素解释指数最高为2.11。基于16S rRNA的识别,TS-14与阿贝洛杆菌法属芽孢杆菌的同源性身份为79%,而TS-15与叶肉芽芽孢杆菌具有100%同源性。版权所有:©2024,J.热带生物多样性生物技术(CC BY-SA 4.0)这些恢复是筛查细菌潜力的第一步,以生产嗜热酶,这些酶可以应用于未来的工业和生物技术公司的下游过程中。
酶联交联是一种聚合途径,依赖于酶作为裂解或形成共价键的试剂。酶是高度底物特异性的,具有短反应时间,用于催化交联的同时抑制潜在的毒性侧反应,这使得这些交联方法比其化学对应物更有效(Bae等,2015; Hu等,2019b)。这些反应也具有细胞相容,无创,并通过控制酶浓度来良好地控制水凝胶形成(Sperinde&Griffith,1997)。酶联交联是一种在组织工程和再生医学中使用的水凝胶的有趣方法,因为它可以在温和的生理条件下提供快速的凝胶化(通常不到10分钟),使其适合于体内形成水凝胶在内的生物学应用(Hu等,2019b; Mohammed&Murphy; Mohammed&Murphy,2009; Moreira; Moreira teixeira exeira and exeira。此外,通常可以通过修改温度,pH或离子强度等外部因素来控制酶活性(Claaßen等,2019; Heijnis等,2010)。酶已用于催化反应。使用黄嘌呤氧化酶将黄牛蛋白氧化为白细胞蛋白酶(Kalckar等,1950)。最早描述的酶用于水凝胶交联应用的一种历史可以追溯到1990年代后期,当时Sperinde和Griffith使用经凝集丁胺酶通过交联功能化的多型(乙烯甘氨酸)(PEG)(PEG)(PEG)(PEG)和裂解的polypeptepepte&Grifififififififf和1997的盐酸和盐酸盐(Sperififififififf)来形成水凝胶网络。从那时起,转透明酶一直是组织工程中最广泛使用的酶,以及辣根过氧化物酶(HRP)。以后的酶通过将过氧化氢(H 2 O 2)作为氧化剂催化苯酚或苯胺衍生物的偶联(Ren等,2017)。这种反应可以轻松调整胶凝时间,机械强度,降解动力学和随后水凝胶的多孔结构,通过控制成分的浓度(Bae等,2015; Cheng等,2018)。酶线交联的水凝胶的多功能性和可调性转化为使用
乙酸和酮衍生物。[1] 这些化学品作为制造香水、染料和药物的重要分子构件和中间体具有广泛的应用。由于 C C 键能相对较高(90 kcal mol - 1 ),C C 键断裂在热力学上不利,传统的 C C 键断裂过程大多是由能量和成本密集型系统驱动的热催化反应,严重依赖有毒/昂贵的氧化剂、贵金属催化剂,并且通常需要恶劣的条件。[2] 因此,在温和条件下进行选择性 C C 键断裂作为升级生物质衍生多元醇的有效工具而备受追捧。甘油是一种用途广泛的多元醇,也是生物柴油生产中的重要副产品,生物柴油产量巨大,导致大量过剩产品以极低的价格(0.11 美元/公斤)涌入市场。[3] 因此,甘油被视为生物废弃物,也是生产高价值化学品的十大生物质衍生平台分子之一(美国能源部列出)。[4] 在适当条件下,甘油可以选择性地氧化或还原成精细化学品,如丙烯醛、[5] 二羟基丙酮、[6] 乳酸、[7] 丙烯酸、[8] 1,2-丙二醇、[9] 或 1,3-丙二醇。[10] 鉴于这种潜力,人们投入了大量精力来探索一种有效的催化剂,以实现高转化率和对目标产品的高选择性。金/碳催化剂是早期的例子之一,它只有在 NaOH 存在下才有效。因此,氧化产物通常是钠盐,这使得后净化过程非常困难。[11] 此后,人们致力于寻找不使用 NaOH 的替代催化剂。最近有报道称,Mn 2 O 3 可以在 140 °C 和 1 MPa O 2 下将甘油转化为乙醇酸,选择性为 52.6%。[12] 然而,开发高效、高选择性催化剂将甘油转化为特定产品仍然是一项重大挑战。因此,选择性甘油 CC 裂解不仅具有重要的科学意义,而且考虑到相关产品的高价格(例如,每公斤乙醇醛 9 美元,比反应物甘油贵 80 倍),也具有经济意义。光催化已被公认为在非常温和的条件下进行 C C 键裂解反应的一种有前途的策略。[13]
现代纳米材料涂层工艺的特点是高温环境和复杂的化学反应,需要精确合成定制设计。这种流动过程极其复杂,除了粘性行为外,还具有传热和传质特性。智能纳米涂层利用磁性纳米粒子,可以通过外部磁场进行操纵。数学模型提供了一种廉价的洞察此类涂层动力学过程固有特性的方法。受此启发,在当前的工作中,开发了一种新的数学模型,用于双催化反应物种在轴对称涂层中扩散,该涂层包裹强制对流边界层流,该流来自浸没在饱和磁性纳米流体的均质非达西多孔介质中的线性轴向拉伸水平圆柱体。其中包括均相和异相反应、热源(例如激光源)和非线性辐射传输。部署了 Tiwari-Das 纳米级模型。使用 Darcy-Forchheimer 阻力公式来模拟多孔介质纤维的体积多孔阻力和二阶惯性阻力。磁性纳米流体是一种水性导电聚合物,由基础流体水和磁性 TiO 2 纳米粒子组成。TiO 2 纳米粒子是一种化学反应物质 (A),还存在第二种物质 (B)(例如氧气),它也发生化学反应。粘性加热和欧姆耗散也包括在内,以产生更物理上真实的热分析。这里提出的具有物质扩散(物质 A 和 B)的非线性守恒方程通过适当的流函数和缩放变量转换为一组非线性联合多阶 ODE。在 MATLAB bvp5c 程序中,使用四点 Gauss-Lobotto 公式求解上升非线性常微分边界值问题。使用 Adams-Moulton 预测校正数值方案(Unix 中编码的 AM2)进行验证。包括速度、温度、物质 A 浓度、物质 B 浓度、表面摩擦、局部努塞尔特数以及物质 A 和 B 局部舍伍德数的广泛可视化。关键词:Darcy-Forchheimer 模型;水性功能磁性聚合物;智能涂层流;二氧化钛纳米颗粒分数;非线性辐射;均相和非均相化学反应;数值;边界层包裹;努塞尔特数;舍伍德数。
简介 材料科学是一门探索材料特性、结构和行为的跨学科领域,在历史上,它在塑造技术进步和推动经济增长方面发挥了关键作用 (Mittemeijer, 2010; Yu, 2022)。从古代发现火和发展金属加工技术到当今先进的纳米技术和先进材料,我们操纵和设计材料的能力不断推动着各个行业的创新。材料科学是技术进步的基石,它能够创造出具有定制特性的新材料,以满足特定的应用需求。这导致了突破性技术的发展,这些技术彻底改变了电子、医疗保健、交通、能源和制造业等行业。通过了解原子和分子水平上材料的基本结构,科学家和工程师为优化性能、提高耐用性和实现可持续性开辟了前所未有的机会。近几十年来,材料科学的前沿出现了两个相互关联的领域:纳米技术和先进材料 (Chaikittisilp, Yamauchi, & Ariga, 2022)。这些领域因其重塑行业、开辟新的可能性和产生重大经济影响的潜力而备受关注。纳米技术涉及在纳米尺度上操纵和控制物质,通常在纳米(十亿分之一米)的数量级(Hulla、Sahu 和 Hayes,2015 年)。该领域的灵感来自材料在如此微小的尺寸下的独特属性和行为。纳米技术提供了对材料物理、化学和生物特性的前所未有的控制,为曾经被认为是科幻小说的创新铺平了道路(Scott、Ewim 和 Eloka-Eboka,2022 年)。纳米技术的潜力在于它能够创造出具有违背传统理解的特性的材料。例如,由于量子效应,纳米粒子可以表现出增强的电导率、改进的机械强度,甚至新的光学特性。这使得高效电子设备、超灵敏传感器、先进的药物输送系统等的开发成为可能(Ramrakhiani,2012 年)。纳米技术还有助于制造具有大表面积的材料,从而实现有望用于可再生能源应用和环境修复的催化反应(Fulekar、Pathak 和 Kale,2014 年;Mauter 和 Elimelech,2008 年;Otto、Floyd 和 Bajpai,2008 年;Rickerby 和 Morrison,2007 年)。另一方面,先进材料涵盖了各种各样的材料,这些材料经过精心设计,具有传统材料无法比拟的特定特性。这些特性可能包括增强的强度、柔韧性、导热性或耐腐蚀性。先进材料旨在在预期应用中表现出色,有助于延长产品寿命、降低维护成本并提高整体性能。先进材料发展的关键驱动因素之一是对解决当代挑战的解决方案的需求(Çam & Koçak,1998 年;Interrante & Hampden-Smith,1997 年;H. Li、Wang、Chen 和 Huang,2009 年;Liu、Li、Ma 和 Cheng,2010 年;Wessel,
物理系,Vel Tech Rangarajan Sagunthala R&d科学技术研究所博士,Vel Nagar,Vel Nagar,Vel Nagar,Avadi,Avadi,Avadi,Chennai-600 062,泰米尔纳德邦,印度泰米尔纳德邦B,纳格尔斯(Nagercoil基础科学基础科学,VELS科学技术研究所和高级研究,钦奈Pallavaram 600 117 D PG&Research Togience of Physics,Paavendhar艺术与科学学院,M.V。南,塞勒姆(Thalaivasal),塞勒姆(Salem),泰米尔纳德邦(Tamil Nadu)636 121,印度e化学系,国王沙特大学(P.O. Box)。2455,Riyadh 11451,沙特阿拉伯F药学学院,Kangwon国立大学,Chuncheon,Gangwo-24341,大韩民国LA 2 Cuo 4 Perovskite纳米颗粒掺杂的铝含量由铝掺杂,通过微波燃料燃烧技术合成。 分别使用各种技术,包括XRD,EDX,VSM,DRS-UV,FT-IR和FESEM进行了有关结构,磁性,功能和形态学特性的全面研究。 尽管如此,Al 3+内容中的增强(X = 0-0.25)引起了一个值得注意的相位移位,从正骨到立方配置。 平均晶体尺寸从54到41 nm。 在大约687和434 cm -1处的不同ft-ir频带与矫正原状LA 2 CUO 4相固有的LA-O和Cu-O伸展模式错综复杂地联系在一起。 离子在表面中的运动2455,Riyadh 11451,沙特阿拉伯F药学学院,Kangwon国立大学,Chuncheon,Gangwo-24341,大韩民国LA 2 Cuo 4 Perovskite纳米颗粒掺杂的铝含量由铝掺杂,通过微波燃料燃烧技术合成。分别使用各种技术,包括XRD,EDX,VSM,DRS-UV,FT-IR和FESEM进行了有关结构,磁性,功能和形态学特性的全面研究。尽管如此,Al 3+内容中的增强(X = 0-0.25)引起了一个值得注意的相位移位,从正骨到立方配置。平均晶体尺寸从54到41 nm。在大约687和434 cm -1处的不同ft-ir频带与矫正原状LA 2 CUO 4相固有的LA-O和Cu-O伸展模式错综复杂地联系在一起。离子在表面通过Kubelka -Munk(K -M)方法确定的能量差距,与质量约束现象归因于Al 3+含量(1.67–1.72 eV)的高度伴随。在LA 2-X Al X CuO 4(X = 0至0.25)系统中,很明显,纳米级结晶晶粒的起源散布在谷物合并的孔中。滞后曲线的分析揭示了在环境温度下软铁磁行为的出现。(2023年11月13日收到; 2024年3月7日接受)关键字:LA 2 CUO 4纳米木制,钙钛矿,孔隙墙谷物,带隙,软铁磁1。引言纳米材料的特殊生理化学特征是其小尺寸的结果。因此,它们在许多应用中使用,例如光降解,催化等[1-4]。la 2 CuO 4是一种类似钙钛矿的物质,它因其在能量和环境领域的广泛潜在用途而引起人们的注意,包括陶瓷燃料电池,用于氧化和还原反应的电极材料,催化反应,催化,气体传感器,超导管,超导管分解和超导管器[5,6]。基于灯笼(LA 3+)的材料表现出更大的碳氧化活性。O 2-离子的晶格迁移率的增加可能与钙钛矿作为氧化催化剂的功能有关。