基于双核铁硫簇的分子氧活化与加氧酶仿生化学模拟

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21571026
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B01.合成化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Iron oxygenase can utilize the dioxygen to oxidize the specific biological substrates, providing the necessary materials for the metabolism of the organism. Recently, with the constant study of the structure and function of the active center of iron oxygenase,many model complexes reappear the function of oxygenase to a certain extent, efficiently oxidizing alkanes, alkenes substrates by dioxygen under mild conditions, which promote the research field of biomimetic catalytic oxidation of iron oxygenase and is a long-term significance in the research of biomimetic catalytic oxidation for the improvement and update of the existing oxidation process. However, the structures of some oxidation intermediates of iron oxygenase are not very clear and the oxidation efficiency needs to be improved. This project is built on the "diiron sulfur clusters" catalytic system which is our long-term research field with the goal of constructing a novel biomimic iron oxygenase model system. We try to design a series of diiron sulfur complexes and study the condination and activition to realize the activation and conversion pattern of dioxygen on the diiron core by the synergistic action betwwen/among metals. Then, we get by the study of the structures and reactivities, the selecting and optimizing of reactions to realize the activation and conversion of dioxygen efficently.
铁加氧酶能够活化氧气氧化生物有机底物,为生物体的新陈代谢和生长提供必要的物质。近年来,人们对铁加氧酶的活性中心结构和功能的研究不断深入,许多模型配合物在一定程度上模拟了生物酶的氧化功能,利用氧气在温和条件下,实现了对烷烃、烯烃等底物的高效选择性氧化,从而提升了铁加氧酶仿生催化氧化的研究水平,对于改进和提升现有的氧化工艺具有重要的意义。然而,非血红素铁加氧酶的研究作为一个新兴方向,许多氧化中间物种的结构和作用机制等关键科学问题依然悬而未决,其氧化效率还有待于进一步提高。本项目以本课题组已有的“双核铁硫簇”催化体系为基础,以构筑新型仿生化学模拟加氧酶体系以及催化功能为目标,通过设计合成新型双核铁硫簇配合物,利用双/多核金属间的协同作用,研究氧气在双金属上配位活化模式和作用机理;通过对新型铁硫簇配合物的结构与氧化性能关系的研究,筛选和优化反应条件,最终实现氧气的高效仿生催化氧化功能。

结项摘要

本项目利用廉价易得的双核铁硫簇为功能分子模型,以构筑新型仿生化学模拟加氧酶体系并拓展其催化氧化性能为目标,通过金属之间以及金属配体之间的协同效应,成功实现了分子氧活化以及仿生催化氧化功能模拟。首先,以双核铁硫簇为反应平台,系统探究了分子氧在双铁活性中心上的配位活化模式;其次,通过金属铁中心的配位环境及氧化价态的调变,揭示了双核铁硫簇合物的结构与分子氧活化性能的内在关联性;最后,通过双铁之间或者铁硫之间的协同活化效应,实现了氧气参与的高效催化氧化反应,并通过捕捉反应过程关键中间体,详细研究了双核铁硫簇介导的分子氧催化转化的作用机制。通过本项目的实施,拓展了我国仿生化学模拟生物金属酶的研究领域,为可持续推动我国生物无机化学学科前沿领域的自主创新具有重要的科学意义。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
C-H Activation of Cp Ligand Coordinated to Ruthenium Center: Synthesis and Reactivity of a Thiolate-Bridged Diruthenium Complex Featuring Fulvene-like Cp Ligand
与钌中心配位的 Cp 配体的 C-H 活化:具有类富烯 Cp 配体的硫醇桥联钌络合物的合成和反应性
  • DOI:
    10.1021/acs.organomet.7b00091
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ORGANOMETALLICS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Ji Xiaoxiao;Yang Dawei;Tong Peng;Li Jianzhe;Wang Baomin;Qu Jingping
  • 通讯作者:
    Qu Jingping
Synthesis, structural characterization and conversion of dinuclear iron-sulfur clusters containing the disulfide ligand: [CpFe(mu-eta(2):eta(2)-bdt)(cis-mu-eta(1):eta(1)-S-2)FeCp], [CpFe(mu-S(C6H4S2))(cis-mu-eta(1):eta(1)-S-2)FeCp], and [{CpFe(bdt)}(2)(tr
含有二硫配体的双核铁硫簇的合成、结构表征和转化:[CpFe(mu-eta(2):eta(2)-bdt)(cis-mu-eta(1):eta(1)-S
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    DALTON TRANSACTIONS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Ji Xiaoxiao;Tong Peng;Yang Dawei;Wang Baomin;Zhao Jinfeng;Li Yang;Qu Jingping
  • 通讯作者:
    Qu Jingping
Sulfur-Centered Reactivity of Oxidized Iron-Thiolate Complex toward Unsaturated Hydrocarbon Addition
氧化铁硫醇络合物对不饱和烃加成的以硫为中心的反应活性
  • DOI:
    10.1021/acs.organomet.8b00493
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Organometallics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yahui Zhang;Dawei Yang;Ying Li;Xiangyu Zhao;Baomin Wang;Jingping Qu
  • 通讯作者:
    Jingping Qu
Synthesis, characterization and structure of thiolate-bridged diruthenium and iron-ruthenium complexes with isocyanide ligands
异氰化物配体硫醇桥联二钌和铁钌配合物的合成、表征和结构
  • DOI:
    10.1016/j.inoche.2019.05.020
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry Communications
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Qiyuan You;Dawei Yang;Sunlin Xu;Baomin Wang;Jingping Qu
  • 通讯作者:
    Jingping Qu
Catalytic N-N bond cleavage of hydrazine by thiolate-bridged iron-ruthenium heteronuclear complexes
硫醇桥铁钌异核配合物催化肼的 N-N 键断裂
  • DOI:
    10.1016/j.inoche.2017.06.008
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    INORGANIC CHEMISTRY COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zhang Yixin;Zhao Jinfeng;Yang Dawei;Zhang Yanpeng;Wang Baomin;Qu Jingping
  • 通讯作者:
    Qu Jingping

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  • 通讯作者:
    曲景平
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry Communications
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    曲景平
  • 通讯作者:
    曲景平

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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