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项目简介:

本项目属化学学科理论化学研究领域.

本项目围绕着化学键的本质这一中心主题开展理论与计算研究,发展化学键理论中的新概念和新理论,发展面向化学键本质研究的价键理论计算方法和计算软件,研究探讨若干个在理论化学领域长期备受关注和争议的化学键基本问题,计算研究在各种复杂环境中的化学键成键规律.主要科学发现点包括:

(1)项目发展了一系列面向不同研究对象和计算要求的价键理论从头计算新方法,扩大了价键理论的应用范围,不仅可以应用于化学键研究的直观解释,而且使价键理论方法成为电子结构理论的定量计算工具.发展了基于非正交轨道密度矩阵的价键理论方法,大幅度地提高了从头算水平的价键方法的计算效率.

(2)项目开发了价键理论方法计算软件--厦门价键(XMVB).XMVB是一个基于非正交轨道的从头算价键理论计算软件,具有计算速度快,计算方法多,用户体验好等特点,已成为当前国际上使用人数最多,最具影响的从头计算价键理论软件.

(3)项目发展了电子配对键理论新概念.基于可测量的电子密度分布性质,提出了有别于传统共价键和离子键的第三种化学键电荷移动键的新判断标准,丰富发展现代化学键理论中的电子配对键理论.提出了C2分子的四重键特性.

(4)项目应用多尺度理论化学计算方法,开展了复杂环境中化学键本质的研究,特别是蛋白质和水环境对化学键性质的影响.预测了酶催化化学键断裂与形成的分子机制及其热力学和动力学性质,以及氢键网络对质子转移和化学键水解性质的影响.

自2001年以来,项目研究成果涵盖了量子化学的理论,方法,软件,应用等内容,所取得的成果为当今国际价键理论研究的复苏作出了重要贡献.在国际学术期刊发表了205篇论文,其中包括Chem.Rev.1篇,J.Am.Chem.Soc.12篇,Angew.Chem.Int.Ed.8篇,Nat.Chem.3篇,Nat.Commun.1篇,被他人引用2267次.研究成果多次被国外同行在专着和综述中做独立章节的介绍.

代表性论文专着目录:

ClassicalValenceBondApproachbyModernMethods/Chem.Rev./Wu,W.,Su,P.,Shaik,S.,Hiberty,P.C.,2016,111,7557-7593,2016.11

SoftwareNews&,UpdatesXMVB:AProgramforabinitioNonorthogonalValenceBondComputations./J.Comput.Chem./Song,L.,Mo,Y.,Zhang,Q.,Wu,W.,2005,26,514-521.,2005.4.15

TopologyofElectronChargeDensityforChemicalBondsfromValenceBondTheory:AProbeofBondingTypes/Chem.Eur.J./Zhang,L.,Ying,F.,Wu,W.,Hiberty,P.C.,Shaik,S.,2016,15,2979-2989.,2016

KiicIsotopeEffectisaSensitiveProbeofSpinStateReactivityinC-HHydroxylationofN,N-DimethylAnilinebyCytochromeP450./J.Am.Chem.Soc./Li,C.,Wu,W.,Kumar,D.,Shaik,S.,2006,128,394-395,2006.1.18

DFVB:ADensityFunctionalBasedValenceBondMethod/J.Chem.TheoryComput./Ying,F.,Su,P.,Chen,Z.,Shaik,S.,Wu,W.,2016,8,1608-1615,2016

DeprotonationMechanismofNH4+intheEscherichiacoliAmmoniumTransporterAmtB:InsightsfromQMandQM/MMCalculations/Angew.Chem.Int.Ed./Z.Cao,Y.Mo,W.Thiel,2007,46,6811-6815,2007

The"Inverted"Bondin[1.1.1]PropellaneisaCharge-ShiftBond./Angew.Chem.Int.Ed./Wu,W.,Gu,J.,Song,J.,Shaik,S.,Hiberty,P.C.,2016,48,1407-1410,2016

Charge-ShiftBondingandItsManifestationinChemistry./NatureChem./Shaik,S.,Danovich,D.,Wu,W.,Hiberty,P.C.,2016,1,443-449,2016.9

十,项目名称:酪氨酸酶特异抑制剂的作用机理研究

推荐奖种:自然科学奖

推荐单位:福建省教育厅

主要完成单位:厦门大学

主要完成人及其贡献:陈清西,胡泳华,王勤,石艳,潘志针

项目简介:

酪氨酸酶(EC1.14.18.1,tyrosinase)又称多酚氧化酶,是一种含铜的金属酶,广泛的分布于微生物,动植物及人体中.酪氨酸酶在生物体中具有重要的生理功能,除了形成动物皮肤的黑色素外,还与果蔬的褐变密切相关.酪氨酸酶催化L-酪氨酸羟化转变为L-多巴和氧化L-多巴形成多巴醌,多巴醌经一系列反应后,形成黑色素或褐色素.因此,对酪氨酸酶抑制剂的研究将为其在果蔬保鲜及美白化妆品的应用中提供有力的理论及实际应用.本课题组致力于筛选酪氨酸酶抑制剂,主要从商品化合物,有机化学合成新的化合物及天然植物分离提取三方面进行展开,研究抑制剂对酪氨酸酶的作用机理及构效关系及其应用.

本项目得到了福建省科技计划项目的资助,主要研究内容有:合成了缩氨基硫脲类系列化合物和3,4-二羟基苯甲酸烷基酯类化合物等酪氨酸酶抑制剂,从肉桂酸甲酯,呋喃化合物,4-卤代苯甲酸,苯丙酸,原儿茶酸,半胱氨酸及维生素B等商品化合物中筛选有效的酪氨酸酶抑制剂,从天然植物腰果壳,凤凰木,榕树,叶下珠,秋茄,芦荟,银杏,毛西番莲,木贼,柿叶中分离提取有效的酪氨酸酶抑制剂.研究发现筛选得到的抑制剂对酪氨酸酶均有很好的抑制效果,深入探讨酶的抑制作用机理,建立动力学模型,分析抑制作用动力学,从而达到酶活力调控而控制果蔬褐变和皮肤变黑的目标.从抑制剂中筛选出抗褐变的'酪氨酸酶抑制剂'保鲜剂,对乌叶荔枝,白花菜,花椰菜和包菜等进行保鲜实验,取得了良好的实验结果,研究结果表明,保鲜组的褐变度明显比对照组的减少.该'酪氨酸酶抑制剂'保鲜剂还进行了白花菜和生菜的中试实验,为保鲜剂的产业化提供了可靠的基础.同时,通过小鼠黑色素瘤细胞B16筛选美白化妆品添加剂,发现合成的对二甲氨基苯甲醛缩氨基硫脲,苯甲醛缩氨基半胱氨酸,4-羟基苯甲醛缩氨基硫脲和4-甲氧基苯甲醛缩氨基硫脲以及商品化合物L-半胱氨酸均对小鼠黑色素瘤细胞的生长增殖无影响,但是可以抑制B16中的酪氨酸酶活性,从而抑制黑色素的产生,这为美白化妆品的添加剂提供了可靠的基础.

本项目从筛选酪氨酸酶抑制剂,研究酪氨酸酶抑制剂的抑制作用机理,进一步探讨其对酶活力调控下抑制果蔬褐变和皮肤变黑的机理.整个项目研究授权发明专利2项,已正式发表研究论文44篇,其中SCI收录论文16篇,国内核心刊物文章28篇,共被引用641篇次(他引457篇次).

代表性论文专着目录:

1.Qian-ShengHuang,Yu-JingZhu,Hua-LiangLi,Jiang-XingZhuang,Chun-LeZhang,Jing-JingZhou,Wen-GangLi,Qing-XiChen.Inhibitoryeffectsofmethyltrans-cinnamateonmushroomtyrosinaseanditsantimicrobialactivities.燡ournalofAgriculturalandFoodChemistry,009,7,565-2569.

2.Zhi-CongLi,Liang-HuaChen,Xiao-JieYu,Yong-HuaHu,Kang-KangSong,Xing-WangZhou,Qing-XiChen.营nhibitionKiicsofChlorobenzaldehydeThiosemicarbazonesonMushroomTyrosinalacase.燡ournalofAgriculturalandFoodChemistry,010,58,125372540.3.Jiang-XingZhuang,Yong-HuaHu,Mei-HuaYang,Feng-JiaoLiu,LingQiu,Xing-WangZhou,Qing-XiChen.Irreversi

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