理化所模拟铁氢化酶化合物光催化产氢研究获进展

能源是人类社会赖以生存的物质基础,是经济和社会发展的重要资源。大规模开发利用化石能源迅速消耗着地球亿万年积存的宝贵资源,同时引起气候变化、生态破坏等严重的环境问题。寻找新的、清洁环保、可再生能源是实现人类社会可持续发展的当务之急。氢是一种清洁、高效的能源载体,在燃烧时生成水,不产生污染物。氢化酶是存在于自然界微生物体内的一种氢气还原生物酶。自然界光合作用是利用光诱导电子转移所生成的长寿命电荷分离态将光能固定,最终实现太阳能高效大规模向化学能的转换,其中氢化酶活性中心能够利用所获电子高效催化质子还原为氢气,实现无污染的放氢过程。 为了探索利用太阳能高效催化制氢的新途径,中国科学院理化技术研究所超分子光化学课题组深入开展了多个模拟氢化酶功能体系构建和催化机理的研究。在温和的条件下,高效、高产率地合成了一系列结构多样的新型氢化酶模拟化合物;构筑了第一个人工模拟铁氢化酶光致产氢的分子催化剂;利用自组装将光敏剂与铁氢化酶模拟化合......阅读全文

利用脂肪酶催化氨解反应在制备光学纯化合物中的应用

1 α氨基酸酯转化为相应的氨基酰胺[8]。如苯甘氨酸。(R)amide:Conv.39%;ee.amide 91%;E=38 因为(S)ester在反应条件下可以原位外消旋,因此理论上酯的两种对映异构体都能转化为(R)amide.而(R)苯甘氨酸及其衍生物是工业上合成半青霉素和头孢霉素的重要中间体。

铁及其重要化合物之间的转化关系

1.铁在氯气中燃烧 2Fe +3Cl2 === 2FeCl32.铁与硫反应 Fe + S === FeS3.铁与水反应 3Fe + 4H2O === Fe3O4 +4H2↑(水蒸气,高温下反应)4.铁与非氧化性酸反应 Fe +2HCl == FeCl2 + H2↑5.铁和过量的稀硝酸反应 Fe +

最新Nature-Chemistry:催化助力塑料回收利用!

  最新Nature Chemistry:催化助力塑料回收利用!  一次性塑料因其成本低、重量轻、耐用性好、稳定性高等优点为现代生活带来便利,广泛应用于消费品和工业产品。然而,塑料在地表的长期累积,对环境带来了巨大挑战。由于目前的回收率约10%,大多数商品塑料要么被填埋,要么被扔进了环境中。此外,当

大连理工大学在化学模拟生物固氮研究取得新进展

  在国家自然科学基金(项目资助号:20676019,20972023,21076037,21231003)的大力支持下,大连理工大学精细化工国家重点实验室曲景平教授的“小分子活化与仿生催化”研究团队,在化学模拟生物固氮研究方面取得新进展。他们设计合成了一类新型邻苯二硫酚桥联双核铁配合物,建立了双铁

在月球能生产氧气和燃料?月壤或可助一臂之力

如果想在月球上居住和旅行,水、氧气等物质和交通工具不可或缺。如果在月球能就地取材,为人类提供生存的资源,那星际旅行的愿望或许不再遥远。 5月5日,南京大学、香港中文大学(深圳)、中国科学技术大学的研究团队刊发于国际学术期刊《焦耳》的一篇文章称,团队在详细分析嫦娥五

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我所发展配位氢化物催化剂用于炔烃选择性氢化反应

  近日,我所复合氢化物材料化学研究组(DNL1901)陈萍研究员、郭建平研究员团队与厦门大学吴安安副教授团队合作,在催化炔烃选择加氢反应研究中取得新进展。合作团队将配位氢化物材料应用于催化炔烃选择性加氢反应中,发展了一类新型碱土金属钯基三元氢化物催化剂,实现了高选择性催化炔烃加氢制烯烃。    炔

新试剂有助用酶催化电解水制氢

  法国国家科研中心日前发表公报说,该中心参与的一个研究小组发明一种新试剂,能在试管内激活微生物体内的一种酶,这种酶能催化电解水制氢过程,降低电解水制氢成本。   这种试剂由一种与氢化酶活性中心相似的仿生化合物和蛋白质组成,能够与不具有活性的氢化酶发生反应,并将其仿生部分转移至氢化酶中,从而激活氢

中美学者成功合成与铁钼辅酶相关杂配体FeS簇合物

  在国家自然科学基金项目(项目编号:21671104)等资助下,南京师范大学陈旭东课题组与美国哈佛大学Richard H. Holm课题组合作,在生物固氮酶铁钼辅酶化学合成模拟方面取得重要进展。研究成果以“Ligand Metathesis as Rational Strategy for the

可逆的人工金属酶组装——人工金属酶的回收利用

  人工金属酶的发展是一个迅速扩大的领域,其设计策略为从天然金属酶的改性到完全从头设计。其中,将合成催化剂附着在蛋白质支架上的锚定策略已引起广泛关注,因为它能够在生物相容和选择性蛋白质环境中发挥有机金属催化剂的活性。为使模块化设计的人工酶发挥最大应用潜力,需要强而可逆的锚定过程,该锚定过程能够控制组

研究开发拟酶单原子催化剂实现甲烷高效转化制含氧化合物

近日,中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心研究员、中国科学院院士张涛和研究员王晓东、副研究员黄传德、研究员乔波涛等开发了一种拟酶铜基单原子催化剂(Cu1/CN),实现甲烷高效转化制含氧化合物。甲烷直接选择性氧化制甲醇、甲基过氧化氢等高附加值含氧化合物,是天然气资源合理利用的重要途径。然而

双核酞菁铁电催化性能研究

酞菁类物质因其特殊的大环共轭结构而具有良好电催化性能,通过改变其共轭环上的取代基及中心金属原子和分子的聚集方式实现分子设计,这种结构的可调变性赋予它作为电催化剂性能开发的广阔空间。 燃料电池是一种环境友好的发电装置,阴极氧还原催化剂对燃料电池的性能起着关键作用。燃料电池阴极催化剂通常分为

双核酞菁铁电催化性能研究

酞菁类物质因其特殊的大环共轭结构而具有良好电催化性能,通过改变其共轭环上的取代基及中心金属原子和分子的聚集方式实现分子设计,这种结构的可调变性赋予它作为电催化剂性能开发的广阔空间。 燃料电池是一种环境友好的发电装置,阴极氧还原催化剂对燃料电池的性能起着关键作用。燃料电池阴极催化剂通常

生物酶学基础酶的催化特性

酶的催化特性酶和一般化学催化剂相比,酶具有下列的共性和特点。1 共性酶与一般催化剂相比,具有下面几个共性:①具有很高的催化效率,但酶本身在反应前后并无变化。酶与一般催化剂一样,用量少,催化效率高;②不改变化学反应的平衡常数。酶对一个正向反应和其逆向反应速度的影响是相同的,即反应的平衡常数在有酶和无酶

研发新催化剂助力“神奇甲基”反应-可增强某些药物效力

  多年来,药物研发化学家一直在努力简化一个能将药物效力提高2000倍的过程——神奇的甲基化。这种反应会清除单个氢原子,并以甲基替代,从而重塑药物分子,使其更容易与生物靶点相互作用。一种新的催化剂可使甲基取代氢原子,从而大大提高药物的效力。图片来源:KAIBO FENG  但是,这一方法说起来容易做

武汉物数所等在二维铁磁体系研究方面获进展

  二维铁磁体在自旋电子学和超高速、超高容量信息存储上具有独特优势。近几年,已经预言可以用一些类石墨烯材料(比如氢化石墨烯、掺杂的单层GaSe以及过渡金属硫族化合物)实现二维磁体。但研究人员仍然期望利用传统磁元素铁钴镍(Fe、Co、Ni)直接构筑稳定且易制备的二维铁磁性石墨烯体系,因为具有蜂窝状结构

蛋白酶的催化过程

1. 称取胰蛋白酶:按胰蛋白酶液浓度为 0.25 %,用电子天平准确称取粉剂溶入小烧杯中的双蒸水(若用双蒸水需要调 PH 到 7.2 左右)或 PBS ( D-hanks )液中。搅拌混匀,置于 4℃ 内过夜。2. 用注射滤器抽滤消毒:配好的胰酶溶液要在超净台内用注射滤器( 0.22 微米微孔滤膜)

什么是酶催化剂?

酶催化剂即指酶,是一类由生物体产生的具有高效和专一催化功能的蛋白质。酶催化剂和活细胞催化剂均可称为生物催化剂。在生物体内,酶参与催化几乎所有的物质转化过程,与生命活动有密切关系;在体外,也可作为催化剂进行工业生产。酶有很高的催化效率,在温和条件下(室温、常压、中性)极为有效,其催化效率为一般非生物催

脂肪酶的催化机制

脂肪酶具有油-水界面的亲和力,能在油-水界面上高速率的催化水解不溶于水的脂类物质;脂肪酶作用在体系的亲水-疏水界面层,这也是区别于酯酶的一个特征。来源不同的脂肪酶,在氨基酸序列上可能存在较大差异,但其三级结构却非常相似。脂肪酶的活性部位残基由丝氨酸、天冬氨酸、组氨酸组成,属于丝氨酸蛋白酶类。脂肪酶的

酶催化作用机理

酶是催化剂,在催化反应过程中,酶并不消耗,而是在催化过程中,酶和底物生成络合物,在反应完成后,恢复到原来的酶。酶活性中心的结合部位首先决定了酶催化作用的专一性。因此,有人将它比喻为锁和钥匙的关系,提出了"锁和钥匙"模型,指出,酶蛋白的活性部位与底物的形状和大小完全适合时,才能发生催化反应,否则不会发

酶的催化机理介绍

催化机理酶的催化机理和一般化学催化剂基本相同,也是先和反应物(酶的底物)结合成络合物,通过降低反应的活化能来提高化学反应的速度,在恒定温度下,化学反应体系中每个反应物分子所含的能量虽然差别较大,但其平均值较低,这是反应的初态。S(底物)→P(产物)这个反应之所以能够进行,是因为有相当部分的S分子已被

酶催化剂的特点

酶催化剂除一般催化剂的特点外,还有以下特点:(1)酶催化效率高。(2)反应条件温和。(3)高度特异性。酶催化反应用于工业生产,可以简化工艺流程、降低能耗、节省资源、减少污染。酿造工业利用酶催化反应生产酒、有机酸、抗菌素等产品,已成为一项重要的产业。

酶催化反应的特征

特征酶催化反应还表现出一种在非酶促反应中不常见到的特征,即可与底物饱和。当底物浓度增加时,酶反应速率达到平衡并接近一个最大值Vm(见图)。公式简介1913年L.迈克利斯和L.M.门顿发展了关于酶的作用和动力学的一般理论,假定酶E首先与底物S结合形成酶-底物复合物ES;然后此复合物在第二步反应中分解形

酶的催化机理分析

1.邻近定向 对一个双分子反应,酶可以使两个底物结合在活性中心彼此靠近,并具有正确的取向。这比在溶液中随机碰撞更容易发生反应。邻近效应相当于大大提高了有效底物浓度,甚至超过现实中可以达到的浓度。定向效应则使每一次碰撞都具有正确的取向。化学上通过将分子间反应转变成分子内反应对此进行推算,认为可以将反应

简述脂肪酶催化机制

  脂肪酶具有油-水界面的亲和力,能在油-水界面上高速率的催化水解不溶于水的脂类物质;脂肪酶作用在体系的亲水-疏水界面层,这也是区别于酯酶的一个特征。  来源不同的脂肪酶,在氨基酸序列上可能存在较大差异,但其三级结构却非常相似。脂肪酶的活性部位残基由丝氨酸、天冬氨酸、组氨酸组成,属于丝氨酸蛋白酶类。

酶催化的作用有哪些?

酶加速或减慢化学反应的作用。在一个活细胞中同时进行的几百种不同的反应都是借助于细胞内含有的相当数目的酶完成的。它们在催化反应专一性,催化效率以及对温度、pH值的敏感等方面表现出一般工业催化剂所没有的特性。在许多情况下,底物分子中微小的结构变化会丧失一个化合物作为底物的能力。

什么是酶的酸碱催化?

酸碱催化是指酶通过瞬时向底物提供质子或接受质子,从而稳定过渡态,加速反应。根据不同的酸碱理论,可分为一般酸碱(广义酸碱)催化和特殊酸碱(狭义酸碱)催化两种,后者特指H+和OH-的催化作用;前者还包括其他弱酸弱碱的催化作用。酶促反应一般发生在近中性条件,H+和OH-的浓度很低,所以主要是一般酸碱催化。

酶催化法制备亮氨酸

酶催化法生产L一亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给a一酮基异己酸生成L一亮氨酸和组氨酸将相关的酶和NADH共价结合在膜上,让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L一亮氨酸。如1981年,Wichmann er al.建立了一种用超滤膜制成的膜反应器,膜上共价结合了亮氨酸转氨酶、甲酸转氨酶、和NADH,当底

酶的结构和催化机制

1、酶的组成与结构:酶的化学本质是蛋白质,蛋白质分子是由氨基酸组成。酶的结构分为四级:一级结构:氨基酸残基严格地按一定顺序线性排列称为蛋白质一级结构,一个蛋白质分子可能由一条肽链构成、也可能由几条肽链构成。二级结构:由于肽链上的一个肽键上的氢原子与另一个肽键上的氧原子有可能能形成氢键,所以,肽链可以

磷酸酶的催化机制

半胱氨酸依赖的磷酸酶通过形成磷酸-半胱氨酸中间体来催化磷酸酯键的断裂,具体过程如下(以磷酸化的酪氨酸去磷酸化过程为例,参见右图)[1]首先,酶活性位点上的自由的半胱氨酸亲核基团进攻磷酸基团中的磷原子并成键;然后,连接磷酸基团与酪氨酸的P-O键接受位置合适的酸性氨基酸(如天冬氨酸)或水分子所提供的质子