水母生物发光机理的QM/MM计算模拟

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21073017
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    33.0万
  • 负责人：
    刘亚军
  • 依托单位：
    北京师范大学
  • 学科分类：
    B0301.化学理论与方法
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

自然界中有许多钙激活的光蛋白，比如aequorin（水母光蛋白）和obelin（奥贝林）。从1962年aequorin首次从发光水母Aequoria体内提取分离出，很多实验科学家对其发光机理及过程进行了深入的研究。但从分子水平和理论计算的角度，目前还没有令人满意的解释。本项目将通过组合量子力学/分子力学（QM/MM）计算，用多参考态的电子相关方法(CASSCF，CASPT2)在分子水平揭示其发光机理。项目将通过QM/MM模型的建立与优化,蛋白环境对发光体激发态的影响，可能的电子转移机理，以及发光过程的能量学等几个方面的研究，搞清水母生物发光的本质、机理和化学起源，为其生物发光的实际应用提供理论依据和指导。

结项摘要

本项目将通过组合量子力学/分子力学（QM/MM）计算，用多参考态的电子相关方法(CASSCF，CASPT2)在分子水平揭示其发光机理。项目将通过QM/MM模型的建立与优化,蛋白环境对发光体激发态的影响，可能的电子转移机理，以及发光过程的能量学等几个方面的研究，搞清了水母生物发光的本质、机理和化学起源，为其生物发光的实际应用提供了理论依据和指导。.项目基本按计划进行，达到了预期的目标。在国际主流学术期刊发表论文12篇。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Spectrochemistry and artificial color modulation of Cypridina luminescence: indirect evidence for chemiexcitation of a neutral dioxetanone and emission from a neutral amide
Cypridina 发光的光谱化学和人工颜色调节：中性二氧杂环丁酮化学激发和中性酰胺发射的间接证据
  • DOI：
    10.1039/c2pp25020a
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Photochemical and Photobiological Sciences
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Naumov, Pance;Wu, Chun;Liu, Ya-Jun;Ohmiya, Yoshihiro
  • 通讯作者：
    Ohmiya, Yoshihiro
Multireference Theoretical Studies on the Solvent Effect of Firefly Multicolor Bioluminescence
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  • DOI：
    10.1002/qua.22966
  • 发表时间：
    2011-11-05
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Chen, Shu-Feng;Yue, Ling;Lindh, Roland
  • 通讯作者：
    Lindh, Roland
Mechanistic Insight into the Chemiluminescent Decomposition of Firefly Dioxetanone
萤火虫二氧杂环丁酮化学发光分解的机理研究
  • DOI：
    10.1021/ja302979t
  • 发表时间：
    2012-07-18
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子：
    15
  • 作者：
    Yue, Ling;Liu, Ya-Jun;Fang, Wei-Hai
  • 通讯作者：
    Fang, Wei-Hai
Chemiluminescence of Coelenterazine and Fluorescence of Coelenteramide: A Systematic Theoretical Study
腔肠素的化学发光和腔肠酰胺的荧光：系统的理论研究
  • DOI：
    10.1021/ct300356j
  • 发表时间：
    2012-08-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Chen, Shu-Feng;Navizet, Isabelle;Ferre, Nicolas
  • 通讯作者：
    Ferre, Nicolas
Mechanism of AMPPD Chemiluminescence in a Different Voice
不同声音下的 AMPPD 化学发光机制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    J. Chem. Theory Comput.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ling Yue;刘亚军
  • 通讯作者：
    刘亚军

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相似国自然基金

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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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