分子设计

摘要： 分子设计育种是将分子遗传学与传统育种相结合,并培育成具有优良性状的新品种的重要方法之一,尽管该方法很大程度上能够缩短育种进程,但在实际育种过程中却应用较少.在大豆的育种过程中,提高产量是主要的育种目标之一,其中,每荚粒数是决定大豆单株产量的关键性状之一.在大豆中,每荚粒数与叶片形状呈正相关,由一对等位基因Ln/ln控制,宽叶的大豆品种一般为Ln,窄叶的大豆品种一般为突变型ln,且ln伴随着更多的四粒荚.尽管Ln对于大豆单产的提高,具有潜在的重要作用,但将该位点应用于分子设计育种中,报道较少.本研究通过分析483份来自不同纬度大豆品种的Ln基因型发现,高纬度地区大豆品种一般为ln,而低纬度地区大豆品种一般为Ln.通过调查来自不同纬度的8个大豆品种的叶型和一粒荚至四粒荚个数发现,低纬度大豆品种均为圆叶品种,且几乎没有四粒荚.为将ln应用于低纬度地区大豆育种中,成功开发了Ln的分子标记,并通过连续回交的方法,将ln代换到圆叶型品种Willams 82和华夏3号中,获得了四粒荚较多的大豆新材料.本研究利用大豆分子设计育种的手段,提高了大豆单株产量,为加快大豆高产育种进程提供了重要的理论及实践基础.

摘要： 基于比较分子力场分析(CoMFA)方法建立23种喹唑啉衍生物抗胃癌活性(pM_(G))的三维定量构效关系(3D-QSAR).训练集中20个化合物用于建立预测模型,测试集6个化合物(含16号模板分子及2个新设计的分子)作为模型验证.建立的CoMFA模型的交叉验证系数(Q^(2))、非交叉验证系数(R^(2))分别为0.312、0.854,说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力.该模型中立体场、静电场贡献率依次为62.6%、37.4%,表明影响抗胃癌活性(pM_(G))的主要因素是取代基的疏水性和空间位阻,其次是取代基的库仑力、氢键及配位.基于该研究结果,设计了2个具有较高抗胃癌活性的新化合物.

摘要： 刷状聚合物是一类独特的聚合物分子,具有低粘度、高流变性、良好的溶解性及大量末端官能团等特性,在生物医学及先进材料设计等领域潜力巨大。原子转移自由基聚合(ATRP)作为一种温和、通用、强大的活性可控聚合技术,在合成聚合物刷中得到了非常广泛的应用。因此,通过ATRP技术对聚合物的分子结构进行设计,制备出结构明确、性能新颖的聚合物刷对于探索新型功能材料方面日益重要。综述了ATRP技术制备聚合物刷的最新研究进展及其在设计与制备结构可控的各种先进材料方面的应用,并对ATRP法制备聚合物刷的方法、聚合物刷的性能及应用做出了重点介绍。

摘要： 自1989年抑制HIV-1感染的CD4-Fc融合蛋白被首次报道以来,Fc融合蛋白的治疗性应用在医药学领域引起广泛关注。Fc融合蛋白由功能分子和免疫球蛋白的Fc结构域组成,不仅具有蛋白的生物学功能且兼具抗体的特性,如在体内具有长半衰期、诱导抗体依赖细胞介导的细胞毒性效应(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)等。通过对Fc结构域进行糖基化、脱酰胺化、氨基酸定点突变改造,还可增强或减弱其介导的ADCC等效应,用于临床疾病的诊断与治疗。另外,Fc融合蛋白在多个非临床领域也有广泛应用。本文对重组Fc融合蛋白的结构特征和药理学特性、临床药物开发及其在非临床领域中的应用与发展进行综述。

摘要： 文中针对目前电力行业SF_(6)替代的迫切问题,重点回顾了环保型SF_(6)替代气体的重要探索历程,以及气体分子设计方法的发展趋势,指出传统方法难以创造出新颖的分子结构以兼顾环保绝缘气体的各项性能要求。针对目前的问题与挑战,文中创新性地提出将材料基因工程这一兼具颠覆性和可行性的前沿技术引入到新型气体的探索研究中,研发出性能更优的单一分子和共沸协同复配体系,形成面向电网应用的新型气体“g4”。

摘要： 本文综述了聚苯醚树脂在超高频低介电领域进行的一系列制备与改性研究工作,包括低分子量聚苯醚的制备、化学结构改性、与其他树脂复合、无机/有机杂化等,然后对低介电聚苯醚树脂目前存在的问题进行总结,并对其未来发展趋势进行了展望。

摘要： 聚合物先驱体转化法是制备超高温陶瓷的重要方法之一,它立足于元素有机聚合物的分子结构设计与可控构筑,实现对转化所得陶瓷微观结构与宏观性能的调控。具有单一分子结构与良好线性度的难熔金属聚合物,在转化制备超高温陶瓷尤其是连续超高温陶瓷纤维方面具有显著优势。系统总结了超高温陶瓷性能对难熔金属聚合物组元与分子结构的设计要求,综述了国内外难熔金属聚合物转化制备超高温陶瓷的最新研究进展与趋势,尤其是较为全面地总结了难熔金属聚合物的分子链构筑与调控方法,以期促进超高温陶瓷研发,推动超高温陶瓷在航空航天、核能等领域的应用。

摘要： 本研究基于除草剂新靶标转酮醇酶,采用骨架跃迁的方法对化合物5aw进行了先导优化,通过酰胺键和硫醚键将噻吩、嘧啶、1,2,4-三唑等活性亚结构拼接,设计合成了5个1,2,4-三唑酰胺类化合物8(a-e),所有目标化合物均经IR、MS和;H NMR验证。除草活性测试结果表明,8b和8d具有比阳性对照丙炔氟草胺更优异的除草活性;构效关系研究表明,氯原子取代基有利于提高化合物的除草活性。荧光结合实验表明,化合物8b,8d与转酮醇酶之间亲和力更高,这是由于形成了更稳定的络合物,从而导致它们对此酶产生更强的抑制活性,因此,化合物8b和8d有潜力作为转酮醇酶抑制剂类除草先导化合物,值得进一步结构优化。

摘要： 电解质作为锂离子电池的重要组成部分,对于锂离子电池的安全高效使用至关重要。有机硅具备优异的热稳定性和化学稳定性,且易于实施化学改性,作为锂离子电池电解质具备很大潜力。从有机硅在锂离子电池电解质的应用范畴出发,综述了近年来人们对有机硅在电解质应用领域的探索,同时有机硅电解质的未来研究方向进行了展望。

摘要： 本研究旨在抗菌肽TachyplesinⅠ(TPⅠ)的结构活性基础上,重新设计一种全新的抗菌肽TPⅠ-Y4。保持母肽链长与电荷数不变,将序列中形成TPⅠ两个二硫键的4个半胱氨酸用酪氨酸进行替换后得到TPⅠ-Y4。经生物信息学软件分析,与TPⅠ相比,TPⅠ-Y4的热稳定性更好,亲水性更强,同时具有与母肽相似的结构与抗菌活性。化学合成后经圆二色谱检测发现,TPⅠ-Y4在水相及在模拟细胞膜疏水环境的50%三氟乙醇中都表现出β-折叠结构,疏水环境中TPⅠ-Y4的β-折叠含量高于水相,也高于不同环境中的TPⅠ。抑菌试验表明,TPⅠ-Y4对细菌和真菌都有较强抑菌活性,且对细菌的抑菌活性强于TPⅠ。TPⅠ-Y4对小鼠红细胞溶血性降低,并保留了很强的内毒素中和能力,浓度为40μg·mL^(-1)时中和率可达50%以上。TPⅠ-Y4抗菌活性的提高以及溶血活性的降低,可能与β-折叠强形成者酪氨酸的替代有关,进而导致抗菌肽分子中β-折叠结构增强。

摘要： 由于新烟碱类杀虫剂的抗性问题日益严重以及其对鳞翅目害虫的低活性,因此亟需一类"超级新烟碱"来解决问题.固定硝基为顺式构型为新烟碱杀虫剂的分子设计提供了一种新的方法.杂环或大基团的引入是固定硝基顺式构型的两种设计思路.基于此设计思路设计合成了一系列新烟碱类似物.同时,也发现了一类新烟碱类杀虫剂的新颖增效剂.本论文主要介绍了本课题组近年来基于中间体6-Cl-PMNI所进行的相关研究工作.

摘要： 随着人类社会对环境生态的日益重视,生态友好成为农药创制的必然趋势,而高效性、选择性以及规避抗药性(或反抗性)是农药实现生态友好的前提.采用源于医药研究的基于靶标结构的分子设计(Structure-based Drug Design,SBDD)技术进行农药创制已成为当前的主流研究模式.在医药研发中,这种基于靶标结构的分子设计方法往往只偏重于考虑活性小分子与单一种属作用靶标的相互作用(解决高效性).而农药分子设计不仅要考虑其生物活性强度,而且还要考虑农药分子对人类及环境生物的影响,同时还要考虑进入市场后有害生物对其产生抗性的风险.因此,笔者认为,在开展农药分子设计时,既要考虑不同种属的野生型作用靶标与农药分子的相互作用,以解决高效性和选择性.与此同时,还要考虑不同种属的突变型作用靶标与农药分子的相互作用,以规避抗药性.这种在系统考虑不同种属农药作用靶标及其突变体结构基础上的分子设计(即,基于靶标组结构的分子设计,Targetome Structure-based Design,TSBD)方法的建立和发展有可能同时解决农药分子的高效性、选择性和规避抗药性(或反抗性)这3个关键科学问题.

摘要： 共价有机聚合物(Covalent organic polymers:COPs)是一类具有良好水热稳定性的有机多孔材料,可通过调节有机配体的长度或几何构型,经共价键(如C-C等)连接,实现定向裁剪,多维度和多功能化.因其大表面积(BET比表面积大于4000m2/g,孔容大于3.5cm3/g)和可调节性,在能源气体吸附分离与电催化方面展示出良好的应用前景.本报告将围绕着能源应用的COP材料的分子设计与可控宏量制备,为合成新型高效能源材料开辟新方法.

摘要： 本文讲述了气体净化技术成果与应用，气体净化新技术开发，丰富的工业经验，良好的实验室支持，总结了基于分子设计，选择不同的位阻胺与MDEA进行配伍，改善了MDEA的净化性能，与常规烷醇活化剂相比，具有吸收能力大，再生能耗低、腐蚀性小的优点。

摘要： 本文对近年来透明聚酰亚胺领域的研究进展,从分子设计及纳米改性两方面进行简要综述。随着透明聚酰亚胺薄膜分子结构设计的发展，各种针对CPI薄膜的纳米复合材料也相继产生，比如通过复合导电纳米材料(石墨烯、碳纳米管、银纳米线和金属网格等)制备既透明又导电的柔性透明电极;利用纳米粒子(蒙脱土、二氧化硅等)降低透明聚酰亚胺薄膜的线性热膨胀系数，使其可以更好的同金属配合等。本文综述了各种针对聚酰亚胺薄膜透明化的分子结构设计，旨在不降低PI薄膜原有的优异耐热性、力学性能和介电性能的基础上，改善其溶解性、光学性能等。同时从纳米改性角度对透明聚酰亚胺薄膜性能改进和潜在应用进行综述。

摘要： 聚离子液体(Poly(ionic liquid)s)是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。按照化学结构，聚离子液体可分为以下几类：(1)聚阳离子型离子液体，即阳离子以共价键与聚合物主链相连；(2)聚阴离子型离子液体，即阴离子以共价键与聚合物主链相连；(3)两性型聚离子液体，即阳离子和阴离子都通过共价键与聚合物主链相连。由于聚离子液体兼具离子液体与聚合物的优点，并且克服了离子液体的流动性，因而近年来成为高分子科学领域研究的热点之一。rn 本报告将主要介绍聚离子液体功能膜的分子设计与合成，及其在燃料电池、染料敏化太阳能电池、刺激响应性功能高分子材料等领域的应用基础研究。

摘要： 电化学能量储存/转化器件在大规模可再生能源利用过程中发挥着重要作用,其核心之一是高效电催化,关键是廉价、高效、稳定的电催化剂.针对这一点,开展了下一代锂空气电池、燃料电池和电解水用催化剂的设计、合成及性能研究.通过调节纳米粒子的大小、组成和结构等,有效降低了锂-空气电池充/放电过电位,大幅提高了能量转化效率和倍率性能等.通过结构设计和合成方法改进,合成了一系列高效低成本电解水催化剂和燃料电池阴极催化剂.

摘要： 电化学能量储存/转化器件在大规模可再生能源利用过程中发挥着重要作用,其核心之一是高效电催化,关键是廉价、高效、稳定的电催化剂.针对这一点,开展了下一代锂空气电池、燃料电池和电解水用催化剂的设计、合成及性能研究.通过调节纳米粒子的大小、组成和结构等,有效降低了锂-空气电池充/放电过电位,大幅提高了能量转化效率和倍率性能等.通过结构设计和合成方法改进,合成了一系列高效低成本电解水催化剂和燃料电池阴极催化剂.

摘要： 电化学能量储存/转化器件在大规模可再生能源利用过程中发挥着重要作用,其核心之一是高效电催化,关键是廉价、高效、稳定的电催化剂.针对这一点,开展了下一代锂空气电池、燃料电池和电解水用催化剂的设计、合成及性能研究.通过调节纳米粒子的大小、组成和结构等,有效降低了锂-空气电池充/放电过电位,大幅提高了能量转化效率和倍率性能等.通过结构设计和合成方法改进,合成了一系列高效低成本电解水催化剂和燃料电池阴极催化剂.

摘要： 电化学能量储存/转化器件在大规模可再生能源利用过程中发挥着重要作用,其核心之一是高效电催化,关键是廉价、高效、稳定的电催化剂.针对这一点,开展了下一代锂空气电池、燃料电池和电解水用催化剂的设计、合成及性能研究.通过调节纳米粒子的大小、组成和结构等,有效降低了锂-空气电池充/放电过电位,大幅提高了能量转化效率和倍率性能等.通过结构设计和合成方法改进,合成了一系列高效低成本电解水催化剂和燃料电池阴极催化剂.

摘要： 本发明公开了一种基于分子砌块合成规划技术的小分子从头设计方法，包含：将起始分子砌块作为第一个反应物,根据第一个反应物得到最佳合成模板；根据第一个反应物和最佳合成模板得到第二个反应物；根据第一反应物、第二个反应物和最佳合成模板得到第一评分值；根据第一反应物、第二个反应物和最佳合成模板得到迭代分子结构；根据迭代分子结构得到第二评分结果和是否停止操作的done标志；根据迭代分子结构进行反向传播进行参数迭代更新。本发明的基于分子砌块合成规划技术的小分子从头设计方法，采用边计算分子砌块合成路径边采样活性分子空间的de novo方法，可实现高效计算高活性分子，并提供基于分子砌块的分子合成路径。

摘要： 本发明涉及低温消杀设备的设计与制造以及生物屏障技术设计领域。目前低温消杀技术已经进入以准分子光源为特征的第三代低温消杀技术水平，但是不管单独使用哪种准分子光源应用于低温消杀领域，都存在一些微小的不足。将由氙准分子光源发射的172nm的VUV(真空紫外光)与氯化氪准分子光源发射的222nmDUV(深紫外光)组合设计到一个消杀设备中进行组合应用，将会实现优点倍增和缺陷弥补，将第三代低温消杀技术的应用发展到臻美的程度。本发明所表述的氙准分子光源与氯化氪准分子光源的双准分子光源组合应用的设计方法可以用于新型消杀设备的设计与制造，所构建的生物屏障技术可应用于生命科学研究、药品与食品制造、农业生产和畜牧养殖以及食品安全等多个需要微生物控制与防护的领域。

摘要： 本发明公开了一种基于分子砌块合成规划技术的小分子从头设计方法，包含：将起始分子砌块作为第一个反应物,根据第一个反应物得到最佳合成模板；根据第一个反应物和最佳合成模板得到第二个反应物；根据第一反应物、第二个反应物和最佳合成模板得到第一评分值；根据第一反应物、第二个反应物和最佳合成模板得到迭代分子结构；根据迭代分子结构得到第二评分结果和是否停止操作的done标志；根据迭代分子结构进行反向传播进行参数迭代更新。本发明的基于分子砌块合成规划技术的小分子从头设计方法，采用边计算分子砌块合成路径边采样活性分子空间的de novo方法，可实现高效计算高活性分子，并提供基于分子砌块的分子合成路径。

摘要： 本发明公开了一种基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记、引物对、分子标记设计方法及应用，检索利用1645条CACTA序列随机设计得到11个能够在品种间产生清晰且具有多态性的分子标记pv_CACTA5、pv_CACTA7、pv_CACTA8、pv_CACTA10、pv_CACTA12、pv_CACTA18、pv_CACTA37、pv_CACTA40、pv_CACTA41、pv_CACTA46、pv_CACTA48。本发明的方法设计的基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记具有理想分子标记的诸多优点：如多态性高、基因组中广泛随机分布、重复性好、技术要求较低和开发成本低等，可以加快推动菜豆分子育种的进程。

摘要： 本发明涉及多维矩阵用于设计药物的应用及药物设计方法，该方法首次将数学的矩阵优化理念应用于药物及其相关的分子设计领域，并采用多维矩阵将影响药物化学结构及其性能的因素进行聚类和组合，从而将药物研发过程中需要考虑的大量因素按照一定的特性进行归类和对比，使用少量的变数来代表数量巨大的变数，以针对性地获取有效的药物化学结构，并改善化合物的理化性能，再将其与已有的药物经验数据进行结构比对，进一步优化药物的化学分子结构，以显著提高药物设计的针对性和设计效率，并显著提高合成效率。

摘要： 本发明涉及多维矩阵用于像药型化合物设计的应用及像药型化合物设计方法，该方法首次将数学的矩阵优化理念应用于像药型化合物及其相关的分子设计领域，并采用多维矩阵排列分析目标化合物的核心结构与可变因素及其变量，生成“像药”型化合物结构类型。该方法可以显著提高像药型化合物设计的全面性、系统性、针对性、有效性和设计效率，并显著提高合成效率，丰富像药型化合物的收藏。

摘要： 本发明公开了一种基于小分子三维结构描述小分子片段属性的指纹设计方法，其特点是采用输入小分子三维结构，识别小分子的属性原子的方法，计算连接点原子和属性原子的空间位置关系，根据不同的使用目的，定义了两种不同描述小分子片段属性的指纹，一种是通过数据库搜索的指纹，另一种是通过计算相似性的指纹。本发明与现有技术相比具有快速生成两种指纹，将其应用于实际药物分子的设计和修改过程中，能够快速找到多个相似片段，生成多个新分子，有效的帮助药物化学家快速的进行药物分子设计与修改，尤其是规避专利上有显著效果。

摘要： 本发明涉及多维矩阵用于像药型化合物设计的应用及像药型化合物设计方法，该方法首次将数学的矩阵优化理念应用于像药型化合物及其相关的分子设计领域，并采用多维矩阵排列分析目标化合物的核心结构与可变因素及其变量，生成“像药”型化合物结构类型。该方法可以显著提高像药型化合物设计的全面性、系统性、针对性、有效性和设计效率，并显著提高合成效率，丰富像药型化合物的收藏。

摘要： 本发明涉及多维矩阵用于设计药物的应用及药物设计方法，该方法首次将数学的矩阵优化理念应用于药物及其相关的分子设计领域，并采用多维矩阵将影响药物化学结构及其性能的因素进行聚类和组合，从而将药物研发过程中需要考虑的大量因素按照一定的特性进行归类和对比，使用少量的变数来代表数量巨大的变数，以针对性地获取有效的药物化学结构，并改善化合物的理化性能，再将其与已有的药物经验数据进行结构比对，进一步优化药物的化学分子结构，以显著提高药物设计的针对性和设计效率，并显著提高合成效率。

摘要： 本申请涉及一种候选分子的参数优化、目标分子设计方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：确定候选分子上的可设计位点及可优化参数，调整可优化参数的取值，确定优选复合物，并将优选复合物对应的可优化参数的取值确定为可优化参数的优选值。本申请实施例通过确定候选分子上的可设计位点和可设计位点的可优化参数，调整该可以优化参数的取值，计算每个取值对应的候选复合物的结合自由能，并根据结合自由能确定可优化参数的优选值，根据该可优化参数的优选值对可设计位点的化学结构的限制，确定候选分子的设计方向，为分子设计提供明确的思路，有效降低分子设计的计算量，提高实验效率，同时整个分子流程实现完全自动化，减少分子设计难度。