摘要：传统的Kemp消除反应可以通过氢氧化钾和三烷基胺等碱性物质,催化底物苯并异恶唑开环生成产物2-氰基苯酚.三十年来,Kemp消除反应一直被用作模式反应来设计或定向进化新型生物酶催化剂,从而揭示未知的酶催化机制的复杂性,增强对酶催化机制的理解.目前科研人员使用不同的蛋白作为骨架设计能够高效催化Kemp消除反应的人工酶.例如Hilvert及Mayo等基于人工酶HG3.17,设计获得了Kemp消除酶,可以催化5-硝基苯并异恶唑生成产物2-氰基-4-硝基苯酚.通过17轮定向进化获得的最终突变体展现出与天然酶相近的催化活性(k_(cat)/Km=230000 L mol^(-1)s^(-1);k_(cat)=700 s^(-1)).该研究不仅表明蛋白质工程可以进化出高效的生物酶,量子力学/分子力学(QM/MM)分析还揭示了突变体催化活性提高的分子机制.与酸碱催化的Kemp消除反应不同,最近Korendovych等报道以肌红蛋白作为骨架基于氧化还原机制的Kemp消除反应,通过开发一种独特的基于核磁共振(NMR)的蛋白质定向进化技术,快速鉴定出热点氨基酸位点并获得了高催化活性的人工酶突变体,其同样达到了天然酶的催化活性.此前我们研究(***.,2017,8,14876)发现,与传统的酸碱催化机制完全不同,细胞色素P450-BM3能够通过氧化还原的机制催化Kemp消除反应.本文继续以P450-BM3为蛋白骨架,对其进一步改进以提高催化活性.以P450-BM3突变体F87G(kcat=3.0s^(-1))为模板,借助双密码子(酪氨酸和赖氨酸,Y-K)饱和突变策略,对其活性中心的六个关键氨基酸位点进行组合突变,经过筛选获得了活性大幅度提高的三突变体F87G/L75Y/T438K(k_(cat)=27.4s^(-1)).为进一步解析其催化活性提高的分子机制,首先对该突变体与底物复合物的晶体结构进行了解析,结果发现底物在突变体活性口袋的构象与野生型P450-BM3完全不同,底物的硝基指向了Heme辅基.对其进行了QM/MM计算研究,发现Heme-Fe(II)首先将电子转移到底物并与硝基配位,随后,有效促进了底物N-O键还原裂解,并使生成的中间产物Heme-Fe(III)-NO_(2)和苯氧基阴离子更稳定,最后,通过键的旋转和质子转移生成产物2-氰基-4-硝基苯酚.由此可见,同一P450酶的不同突变体能够以两种不同的底物结合模式以及氧化还原机制来催化Kemp消除反应.综上,本文获得了P450酶催化Kemp消除反应构效关系和催化机制新的认识,为进一步改造该酶提高其催化活性提供借鉴.

摘要：内酯水解酶ZHD101对玉米赤霉烯酮降解效果显著,是目前研究最广泛的玉米赤霉烯酮降解酶,但由于热稳定性较低,无法满足饲料生产制粒过程中的温度要求。作者利用理性设计和分子改造在其分子中引入二硫键,以提高ZHD101的热稳定性。通过在分子引入七对半胱氨酸双突变(A110C/P196C、S136C/R189C、D143C/P181C、S147C/P181C、D199C/A202C、L200C/A231C、R204C/G205C)以形成潜在的二硫键,研究其对热稳定性的影响。结果表明,突变体S136C/R189C和D143C/P181C在50℃加热处理2 min后的残余活性高于野生型,其中突变体D143C/P181C的残余活性是野生型的2倍,且室温下活力损失小于10%。在此基础上设计四突变(S136C/D143C/P181C/R189C),热稳定性和活力并不优于双突变D143C/P181C。本研究结果为提高ZHD101在饲料工业上的应用潜力打下了基础。

摘要：聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)塑料是由对苯二甲酸(Terephthalic acid,TPA)和乙二醇(Ethyleneglycol,EG)通过酯键聚合而成的高分子聚合物,具有性质稳定、不易分解等特点,目前已成为广泛使用的一种聚酯,然而大量产生的PET废弃物同时也造成严重的环境污染。2016年,一种有效降解PET的PET水解酶在大阪伊德氏杆菌201-F6中被鉴定发现(命名为IsPETase),且多个IsPETase结构已被解析。为了设计获得PET降解效率更高的IsPETase,针对底物结合位点Ⅱc区的天冬氨酸233(N233)残基进行了多种突变测试,酶活性检测实验表明,用丙氨酸替代N233可以提高IsPETase的性能,尤其是结合R280A突变后,IsPETase活性增加更为显著。此外,解析了IsPETase N233A突变体的X射线晶体结构。IsPETase N233A突变体与IsPETase野生型整体结构相似,但丙氨酸取代N233后增加了底物识别位点Ⅱ末端的空间结构,推测因此增加了IsPETase的活性。这些结果为进一步基于结构改造PET水解酶提供了新的线索。

摘要：在环境风洞试验室中,新风系统是净化试验舱内空气,补充新鲜干燥的空气以及维持试验舱内湿度稳定的必要系统。该文主要介绍了在某环境风洞试验室中新风系统的设计和应用,着重从该新风系统的除湿原理、主要工作部件、工作过程以及控制系统等方面进行阐述。

摘要：随着环境模拟技术的发展,为提升汽车性能和增强产品竞争力,越来越多的汽车企业建造属于自己的环境风洞试验室以便对车辆性能进行研究和改进.本文简单阐述了某汽车环境风洞试验室的主要设备构成及设计要求,通过结合目前国内外汽车行业的环境风洞试验室环境参数对比,提出环境风洞在汽车领域的发展趋势.

摘要：CFD分析与试验验证相结合已经被各汽车行业普遍应用于汽车设计与开发研究中,在本文中主要论述了某车企工程师在研究某涡轮增压汽车进气系统时利用CFD软件分析其前端进气流场和温度,然后根据优化方案改制零件并装车进行整车热管理试验验证方案有效性。

摘要：目的:探讨乳腺癌保乳术后全乳野中野适形调强照射技术方法,并与常规全乳切线野照射技术进行剂量学对比。方法:选取22例早期乳腺癌保乳术后患者在CT模拟机下对乳腺部位行薄层定位扫描,将定位图像传输至治疗计划系统进行全乳野中野计划设计:在全乳两切线适形野的基础上挡去高剂量区部分,另设计2-4个小跳数射野以降低靶区最高剂量和调整高剂量区的范围及所在位置。处方剂量50Gy/25次,要求95%的靶区接受处方剂量;然后利用其CT模拟定位资料按照常规切线野射野方法在治疗计划上模拟常规切线野治疗计划,对野中野计划和常规射野计划进行靶区适形性、靶区均匀性和危及器官受量的比较。结果:野中野适形调强放射治疗技术的适形度、均匀性优于常规切线野照射,靶区内超过110%处方剂量的体积明显小于常规切线野技术。减少了肺组织V20的体积,降低了心脏的平均剂量和受照体积。结论:乳腺癌保乳术后全乳野中野适形调强放射治疗技术是一种有益的全乳照射技术。

摘要：目的:通过比较脑转移瘤三维适形放疗(3D-CRT)、调强放疗(IMRT)和简化调强放疗(s IMRT)技术靶区剂量分布均匀性、适形度,危及器官受照体积、剂量,以及实施治疗的机器跳数,对比三者放疗技术的剂量学差异,探讨s IMRT应用于脑转移瘤治疗的可行性。方法:针对10例脑转移瘤患者分别设计3种放疗计划:三维适形放疗、调强放疗和简化调强放疗。保证靶区和危及器官满足临床要求前提下,分别比较3种计划的靶区剂量分布、靶区均匀指数和适形指数、危及器官受照剂量、机器跳数(MU)等,探讨其剂量学差异。结果:3种照射技术均满足临床要求,靶区(PGTV)均匀指数三者没有差异。靶区(PTV)均匀指数s IMRT逊于IMRT,但与3D-CRT无差异。靶区(PGTV、PTV)适形指数s IMRT逊于IMRT而强于3D-CRT。危及器官的保护例如左、右晶体和脑干,s IMRT优于3D-CRT但与IMRT无区别,对左、右视神经和视交叉的保护,IMRT最好,s IMRT和3D-CRT差异不大。机器跳数(MU)以IMRT最多,s IMRT居中,3D-CRT最少,但3D-CRT二程计划增加照射次数,提示实际治疗时间以s IMRT最优。结论:s IMRT可减轻工作人员劳动强度,缩短治疗时间,节省资源,是一种性价比较高的放疗技术,适用于脑转移瘤放疗。