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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 光合反应中心QB位点抑制剂的结构与结合效率关系*

    摘要： 农业中使用的许多除草剂以及部分抗生素会与反应中心蛋白（RC）的特定位点结合，从而阻断光合电子传递。晶体结构显示，这些化合物均结合于次级泛醌（QB）位点，尽管具体位置略有差异。不同除草剂分子的结合亲和力存在区别（以抑制常数KI和结合焓值?Hbind衡量）。抑制剂的作用效果取决于以下参数：（一）除草剂分子结构；（二）除草剂与醌结合位点的相互作用；（三）蛋白质环境。我们的研究测定了多种抑制剂的KI和?Hbind值，对结合态除草剂结构进行优化并计算其分子内电荷分布，将实验数据与数据库晶体结构中的计算数据进行比对。可以确定：除草剂的抑制效率取决于空间位阻效应和电子效应，即分别与蛋白质的结合几何构型及分子电荷分布相关。抑制剂分子N-7原子上的非极性大体积基团（如特丁津中的叔丁基）更有利于与QB位点建立强相互作用，而N-8位则不宜存在此类取代基。N-4、7、8位氮原子具有较高电子密度，能促使抑制剂与周围蛋白质氨基酸形成更有效的氢键。

    关键词： 除草剂、细菌反应中心、光合作用、分子建模

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 具有溶剂选择性光致发光猝灭的双发色团吡唑啉衍生物

    摘要： 首次在1,3-二苯基-5-{4-[(4-乙烯基苄基)氧基]苯基}-4,5-二氢吡唑中证实了氯代甲烷存在下荧光猝灭现象——这对吡唑啉类化合物而言是前所未见的效果。本文详细介绍了这种以非共轭方式结合两个发色团单元的芳基三取代吡唑啉的合成方法。从结构角度对该化合物进行了全面表征，并通过单晶X射线衍射测定了其晶体结构。荧光研究表明该吡唑啉衍生物在氯代甲烷溶液中具有特殊行为，实验数据获得的认知有助于建立合理的荧光猝灭机制。采用密度泛函理论(DFT)对该化合物进行建模，揭示其在气相及隐式溶剂中的电子跃迁特性。同时报道了该吡唑啉衍生物的最高占据分子轨道-最低未占分子轨道能隙、静电势分布、电子密度、偶极矩及极化率等参数。

    关键词： 荧光、合成、猝灭、分子建模、双生色团、吡唑啉

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 疏水性纤维用光稳定蒽醌蓝染料的分子及激发态特性

    摘要： 具有高光稳定性的合成染料在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等疏水性纤维上表现出色，适用于户外纺织基材。尽管20世纪80年代为汽车内饰开发的耐光染料已有大量研究，但关于当前可行的耐光分散染料的公开资料甚少。本研究通过实验测量与建模分析相结合的方法，以两种蓝色染料为起点，旨在填补这一空白并助力未来耐光分散染料的设计，重点解析商业可行染料在PET纤维上呈现耐光色泽的分子结构特征。借助高分辨质谱（HR-MS）、500MHz核磁共振氢谱（1H NMR）及X射线晶体学技术，证实这两种染料是以1,5-二羟基蒽醌（AQ）和1,8-二羟基AQ为基本结构的异构体。研究表明，其光稳定性源于蒽醌羰基邻位存在多个羟基/氨基，可通过分子内质子转移耗散激发态能量。进一步基于密度泛函理论（DFT）的分子建模显示，1,5-二羟基AQ结构染料的激发单重态氧化势（ESOP）低于1,8-二羟基AQ异构体。前沿轨道计算表明，后者染料的最低未占分子轨道（LUMO）波瓣更大，意味着该异构体比1,5-二羟基AQ染料更易被激发。

    关键词： 分子建模、蒽醌分散染料、X射线晶体学、分子内氢键、结构分析

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 含新型芴衍生物的D-π-A化合物二阶非线性光学性质预测：实现巨大超极化率的有效途径

    摘要： 本文首次尝试将基于芴的染料敏化太阳能电池（DSSCs）染料JK-201作为潜在非线性光学（NLO）材料，并用于理论设计新型NLO发色团JK-D1–JK-D12。通过DFT/TDDFT计算研究了π连接基和受体引导的电子、光物理及NLO性质调控效应。结果表明：JK-201的理论计算kmax值（484.74 nm）与实验值（481 nm）高度吻合，JK-D12呈现最大红移吸收光谱（599.38 nm）。相较于JK-201，JK-D1–JK-D12具有更窄的能隙和更宽的吸收光谱。NBO分析证实了π桥介导的供体-受体间强电子/电荷转移形成了电荷分离态。所有化合物均表现出巨型NLO响应，其中JK-D12显示出惊人的大值hai（1376.74 a.u.）和btot（405,731.84 a.u.）。尽管文献中已有大量关于D-π-A化合物DSSCs性能的研究，但其NLO特性及作为NLO材料的应用研究仍属空白。本研究为探索DSSCs材料在NLO领域的应用开辟了新途径，该理论框架同时揭示芴取代发色团是现代高科技应用的优异NLO候选材料。

    关键词： D-π-A型有机发色团、受体单元、分子建模、密度泛函理论、非线性光学响应特性、π-共轭连接基团

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 活细胞超分辨率显微镜显示扩散在多聚谷氨酰胺驱动的聚集体组装中起主要作用

    摘要： 在严格控制的试管条件下，错误折叠蛋白质自组装形成淀粉样聚集体的机制已被广泛研究。然而这些过程在多大程度上能代表细胞环境中的实际情况仍不明确。通过活细胞的超分辨率成像技术，我们发现一种含聚谷氨酰胺的淀粉样变性蛋白首先在胞质中主要通过扩散作用形成小型无定形聚集体簇。这些聚集体簇间的动态相互作用限制了其延伸生长，最终形成具有分支形态的结构——这与体外实验中观察到的以线性纤维为主的结构存在差异。部分聚集体簇随后通过微管组织中心的主动运输进行组装，从而启动核周聚集体（aggresome）的形成。尽管学界普遍认为聚集体形成完全由微管上的主动运输调控，但我们采用先进成像与数学建模相结合的方法证明：扩散才是驱动聚集体扩张的主要机制。研究发现，随着扩张的聚集体表面积增大，胞质聚集体的扩散沉积速率随之提升，该途径很快成为聚集体组装的主导方式。我们的发现对既往提出的聚集体形成理论提出了新见解。同时证实聚集体随时间推移逐渐成熟，结构增长过程中会变得更加致密。大型核周聚集体的存在会深刻影响细胞行为与健康状态，而我们的超分辨率成像结果表明：聚集体的形成与发展受高度动态过程调控，这一发现对潜在治疗策略的设计可能具有重要意义。

    关键词： 分子建模、蛋白质聚集、分子成像、被动运输、淀粉样蛋白、聚集体形成、运输、活细胞结构光照显微镜技术、蛋白质错误折叠、分子动力学

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 设计高效染料敏化太阳能电池（DSSCs）的理论与概念框架：基于DFT方法的分子工程

    摘要： 本文对八种新型给体-π-受体有机染料（M1-M8）的光电性能潜力进行了理论研究。这些染料通过结构修饰参考分子IC2的π共轭桥链设计而成，均以吲哚[3,2,1-jk]咔唑为核心给体单元，氰基丙烯酸为末端受体单元。采用B3LYP、CAM-B3LYP、xB97XD和M062X泛函进行DFT与TDDFT计算，评估其光物理及光伏特性。结果表明：M1-M8的HOMO-LUMO能隙均小于IC2，其中M7具有最小能隙2.61 eV和红移吸收波长436 nm。通过计算基态氧化还原电位、染料垂直激发能、激发态氧化电位、电子注入自由能变、染料再生能以及开路光电压和光捕获效率发现，M1-M8的π桥结构较IC2具有更优的功率转换效率。特别地，含5-(噻唑-5-基)噻唑π桥的M7被证实是高效染料敏化太阳能电池（DSSCs）的最具潜力候选材料。该理论框架可为实验人员设计高性能光电应用DSSCs材料提供新思路。

    关键词： 分子建模、p-共轭连接体、吲哚并[3,2,1-jk]咔唑、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 首次理论探索通过多种改性高效增强基于喹吖啶酮化合物的非线性光学性能

    摘要： 本研究首次尝试对喹吖啶酮（QA）染料进行理论设计，并通过在固定π桥QA结构中引入辅助给体（二甲基乙烯基、甲氧基和N,N-二甲基胺）、给体（二苯胺）及受体（氰基丙烯酸、CN和NO?）片段，提出了新型QA基化合物（QA-1至QA-9）。采用B3LYP/6-31G(d,p)和CAM-B3LYP/6-31G(d,p)泛函的DFT与TDDFT计算揭示了其优异结构、电荷传输及非线性光学（NLO）特性。辅助给体/给体与受体的引入成功调控了分子结构，从而赋予卓越的NLO性能。所有设计化合物均展现出显著的NLO响应，其中QA-9通过ICT过程表现出尤为突出的NLO性质增强，其<α>和β???计算值分别达716.02（a.u）和128082.15（a.u）。UV-Vis结果表明QA-9在所有研究对象中红移程度最大（λ???=489.02 nm）。与QA相比，QA-1至QA-9具有更窄的HOMO-LUMO能隙，导致NLO响应增强。NBO分析证实QA-1至QA-9因电子通过π桥从辅助给体/给体成功迁移至受体而形成电荷分离态。本研究激发了开发具有现代高科技应用潜力的QA基NLO化合物的科学兴趣。

    关键词： 密度泛函理论、分子建模、喹吖啶酮基染料、给体和受体单元、非线性光学性质、双态模型

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 新型氟代查尔酮的分子建模与光学性质

    摘要： 查尔酮类化合物因其α,β-不饱和酮结构而表现出广泛的生物活性，是植物中黄酮类物质生物合成的前体。这些化合物在生物学应用方面已被证实具有价值（其广泛报道的生物活性可证明），在技术应用方面也具备潜力（可作为非线性光学材料）。本研究旨在考察氟代查尔酮(E)-1-(4-氟苯基)-3-(4-异丙基苯基)丙-2-烯-1-酮(DFC)的结晶与表征过程。通过X射线衍射、红外光谱及分子模拟研究对DFC进行综合结构分析，以阐明其晶格稳定化机制。最终采用超分子方法(SM)计算了DFC的电学性质。DFC分子通过CAH···O和CAH···F分子间作用力形成二聚体，这对晶体堆积的稳定起重要作用。分子模拟研究表明，该化合物因与结核分枝杆菌烯酰-?；靥宓鞍譏nhA具有高结合亲和力，可能作为抗结核配体。此外，理论计算评估了DFC的非线性光学特性，显示其具有良好的应用潜力。

    关键词： NLO特性、分子建模、氟代查尔酮

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于KCa3.1通道体外成像的新型小分子荧光标记探针的合成

    摘要： 为便于体外观察KCa3.1通道表达细胞，本研究设计并开发了新型小分子成像探针。选取对KCa3.1通道具有高亲和力与卓越选择性的塞纳帕可（Senicapoc）作为靶标组分，通过铜催化叠氮-炔烃[3+2]环加成反应，将不同BODIPY荧光染料（15-20）与塞纳帕可的炔丙基醚衍生物8连接，合成了靶向KCa3.1通道的荧光标记配体21-26?；诙谆量┑男滦统上裉秸?5和26可通过简便、快速、高效的方案对非小细胞肺癌细胞中的KCa3.1离子通道进行染色。预孵育塞纳帕可可消除点状染色模式，证实了其特异性。荧光探针25与免疫染色检测到的KCa3.1通道密度完全一致，且活细胞中亦可观察到标记通道的点状结构。分子建模研究表明，塞纳帕可靶标组分结合于离子通道内结合位点，连接臂与染料沿离子通道内壁定向排布。

    关键词： 标记配体、KCa3.1通道、荧光探针、非小细胞肺癌细胞、分子建模、成像剂、环加成反应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 太赫兹光谱与分子建模揭示的TRPM8蛋白N-糖基化状态

    摘要： TRPM8是膜蛋白TRP超家族成员，参与从钙离子摄取、冷觉感知到细胞增殖与迁移等多种生理过程。该大型四聚体蛋白超过70%的残基位于胞质内，每个亚基具有单一N-糖基化位点。本研究聚焦我们团队先前发现的与肿瘤细胞增殖迁移相关的TRPM8通道糖基化修饰，通过去糖基化试剂实验证实其唯一糖基化位点含有分子量为2.5 kDa的复合型聚糖。采用太赫兹光谱技术对比分析未处理与去糖基化试剂处理的细胞，结果显示含糖基化TRPM8的细胞呈现显著增强的太赫兹吸收特征?；谙钟蠺RPM8及其他TRPM通道结构模板建立人源TRPM8模型，通过设置两种分子量接近实验值的聚糖结构（首个糖单元短链分支型glc1与长链无分支型glc2）进行建模?；谥誓ず退虾刑逑抵蟹翘腔傲街痔腔疶RPM8模型的分子动力学模拟显示，聚糖结构显著影响通道及其所在模拟体系的太赫兹光谱特征。仅glc1聚糖修饰的TRPM8光谱与实验数据吻合，从而验证了glc1聚糖结构的正确性。

    关键词： N-糖基化、太赫兹光谱、TRPM8、分子建模、膜蛋白

    更新于2025-09-19 17:13:59