摘要：自发凝固成型是一种新型的陶瓷浆料原位固化成型方法,通过吸附在陶瓷颗粒表面的分子链间弱作用(氢键,疏水作用)实现浆料的固化,具有普适性和适于常温大气环境操作的特点,已成为先进陶瓷制备领域的研究热点。本文简述发现兼具分散和凝固功能的阴离子型高分子分散剂的历程,以及自发凝固成型与其它原位固化成型的异同。在此基础上,基于疏水作用设计合成了系列自发凝固成型剂,进而满足以不同尺寸颗粒为原料的致密陶瓷和泡沫陶瓷的自发凝固成型。综述了面向实际应用所开发的陶瓷无界面连接、晶粒定向构造、干燥脱水等关键技术,以及致密陶瓷和泡沫陶瓷制备等研发进展,展望了未来自发凝固成型的发展方向。

摘要：短肽分子在弱相互作用力驱动下可以自发形成形貌多样的自组装体。这些弱相互作用力包括静电作用、氢键作用和π-π堆积作用等,它们相互耦合,协同驱动短肽自组装过程。通过对短肽分子有目的性的序列设计和修饰,可以针对性调节自组装驱动力,从而实现对自组装体结构和形貌的有效调控,进而实现肽基超分子材料的可控制造与功能化。本文系统综述了氢键作用、π-π堆积作用、静电作用、疏水效应、金属离子配位和手性中心等因素对短肽自组装行为的影响规律,以及通过氨基酸序列设计与分子修饰、改变溶液pH值和短肽分子浓度、金属离子配位等因素对组装驱动力的调控机制。最后,对肽基超分子材料在生物医学、生物催化等领域的特定功能开发进行了展望。

摘要：针对黄酮分子的酚羟基结构特点,有目的地选择了4种结构不同的商品化树脂,考察了它们对沙棘叶中黄酮类有效成分的吸附能力和吸附选择性.在此基础上优化了树脂结构设计方案,合成了具有氨基功能基、可形成氢键作用、疏水性可调变的大孔吸附树脂.以沙棘叶粗提物为原料,考察了树脂骨架疏水性、功能基间隔臂长短等对树脂纯化效果的影响规律.研究结果表明,当吸附发生在水体系中,一定强度的疏水性作用是树脂与吸附质之间形成氢键的必要条件,对于尺寸较大的黄酮分子,氢键功能基的间隔臂长短也显著影响了树脂对它的吸附能力.最后,我们选择了疏水性和氢键功能基间隔臂长短适宜的XM20-2树脂,对吸附和洗脱条件进行了优化,将其用于沙棘叶粗提物中黄酮类有效成分的进一步纯化,可将黄酮纯度从粗提物中的10.4%提高到50%以上,且树脂具有很好的重复使用性.

摘要：设计系列昆虫抗冻蛋白CfAFP突变体,通过分子动力学模拟确定各突变体与冰晶的最佳作用模式,并用半经验分子轨道方法AM1和PM3研究了其与冰晶的相互作用.结果表明,TXT面上的苏氨酸在蛋白与冰晶相互识别和结合过程中十分关键,对CfAFP与冰晶间相互作用的贡献大,用其它疏水或亲水氨基酸残基替换都将削弱抗冻蛋白与冰晶的相互作用强度,从而降低蛋白的抗冻活性.但是,在维系蛋白和冰晶结构匹配的基础上,疏水基团的增加加强了抗冻蛋白与冰晶的结合,从而增加蛋白的抗冻活性.

摘要：为阐明脂肽分子烷基链长及肽链电荷分布对其自组装及水凝胶化的影响,设计合成了CnV3K2(n=12,14,16)和CmKV3K(m=14,16)两个系列的脂肽分子.原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)结果表明,两个系列的脂肽分子都可以自组装成一维纳米带结构.圆二色(CD)光谱结果表明,CnV3K2系列自组装体的二级结构为β折叠;CmKV3K系列自组装体中包括α螺旋和β折叠两种二级结构,其中C14KV3K的α螺旋结构较多,C16KV3K的β折叠结构占优.烷基链疏水作用的增强会抑制β折叠结构侧向堆积,使纳米带随烷基链的变长而变窄;电荷分布于肽链部分的两端有利于纳米带结构的侧向生长.流变性测试结果表明,在浓度10 mmolL-1、p H 8.4下,脂肽分子可以形成自支撑水凝胶,相比烷基链长度,肽链部分的电荷分布对水凝胶性能影响更大.

摘要：从TGEV 3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV 3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对TGEV 3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH值为5.5-8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都较小,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在,这符合实验结晶所需条件.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.

摘要：概述了水相超分子有机框架组装方面最近的进展.在简述了利用多头基单体构筑超分子组装体的背景之后,介绍了利用三头基和四头基分子形成超分子网络组装体的重要例子,着重描述了利用刚性预组织平面三角形单体和四面体单体,通过葫芦脲[8]对4-苯基吡啶盐堆积二聚体的包结作用,在水相构筑二维和三维超分子有机框架的进展,并简要叙述了在水相表征周期性自组装结构的仪器分析方法.最后就超分子有机框架构筑的单体设计及其可能的应用及功能做了分析与展望.

摘要：来源于革兰氏阳性短乳杆菌Lactobacillus brevis ATCC 367的乙醇脱氢酶LbADH是催化手性醇的模式酶,以四聚体的形式发挥催化活性.本研究通过计算机分子模拟进行理性设计,确定并设计LbADH中与单体间疏水相互作用及盐桥键形成相关的关键位点,通过定点突变在原始序列中引入相应的氨基酸,以改变单体间的结合能力,定向调节其催化活性和热稳定性.研究获得一个疏水突变体LbADH F146L,其在37℃下的酶活力为野生酶的8.5倍,在50℃下的酶活力为野生酶的5.6倍;其动力学参数Kcat/Km(1.99×106 L·mol-1·s-1)为野生酶(1.40×104 L·mol-1·s-1)的142倍,表明其催化效率明显提高.该研究结果表明,通过将LbADH中146位的苯丙氨酸(F146)突变为亮氨酸(L)增大疏水作用可以提高其催化活性.

摘要：耐热的木聚糖酶具有用于造纸、麻类脱胶和饲料生产等工业领域的巨大潜力,为了提高11家族碱性木聚糖酶Xyn11A-LC的热稳定性,通过理性设计在N-末端引入了芳香族氨基酸(T9Y和D14F)。测定野生型和突变体的性质表明,突变体的最适反应温度和热稳定性均获得了提高。突变体的最适反应温度比野生型提高了5℃。野生型在65℃的Tris/HCl缓冲液(pH 8.0)中的半衰期为22 min,而突变体在此条件下的半衰期为106 min。圆二色光谱测定结果显示野生型和突变体的Tm分别为55.3℃和67.9℃。因此,通过在N-末端引入芳香族氨基酸可以提高11家族木聚糖酶的热稳定性和在高温下的活性。

摘要：设计合成了一系列具有不同化学组成的双亲性无规光敏共聚物,聚(7-对乙烯基苄氧基-4-甲基香豆素-r-丙烯酸)(P(VM-r-AA)),通过选择性溶剂法自组装获得纳米胶束,并将纳米胶束用作大分子颗粒乳化剂,研究其在甲苯-水界面的稳定性能。研究表明:聚合物疏水基元含量的增加使自组装胶束结构由溶胀的微凝胶状向刚性颗粒状转变;同时,胶束初始乳化效率增加,但油水界面吸附稳定性显著下降。此外,通过对疏水基元PVM的摩尔分数为12%的胶束进行辐照交联,并研究其在不同pH下的乳化性能,结果表明:胶束表面溶胀的双亲性链段对其乳化性能产生了重要的影响。未交联的胶束保持着良好的乳化性能;而交联的胶束形变能力变差、刚性增强,在碱性条件下,彻底失去乳化能力。