使用分子模拟软件AutoDock研究了甘油和三聚甘油分子与北方假单胞菌的冰核蛋白(PbINP)模型之间的相互作用,以期阐释聚甘油对冰核细菌丁香假单胞菌冰核蛋白(INP)冰成核抑制行为的分子机理,以及该机理是否在INP类结构中具有普适性.模拟结果显示了配体分子与TXT(T表示苏氨酸,X表示其他残基)结冰模板和酪氨酸(TYR)阶梯结构之间的不同结合能力,并且在配体与TXT结冰模板的结合中发现有INP的其他残基参与结合.表明配体分子与INP的特异性结合可能适用于其他具有类似结构的INP.该结果为聚甘油作为冷冻保护材料的开发和进一步理解INP的结冰机理提供了有用的理论信息.

世界三大饮料之一的咖啡饮用后产生的副产品咖啡渣是较好的生物质材料,实验发现咖啡渣中的主要成分咖啡因分子能够表达出针对冰核细菌蛋白的抗冰成核活性.本文通过运用分子模拟技术模拟咖啡因分子与冰核细菌蛋白在分子层面的化学作用,揭示了咖啡因分子的抑制作用微观机理,为咖啡渣提取物在控制农作物的霜冻损害和林区植物霜冻保护的化学工艺的进一步开发提供了理论基础.

研究了聚丙烯酸类高吸水树脂(SAR)粒子尺寸对性能的影响,对干燥样品采用标准筛进行了筛分处理,得到粒子尺寸依次减小的样品.在流变剪切模式下测定了样品黏度,通过倒置实验法测定了临界凝胶浓度,饱和吸水能力在室温环境下得到,保水性能通过将饱和凝胶静置在恒定环境温度,计算相等时间间隔内凝胶质量差得到.结果发现当粒子尺寸分布范围较小时,SAR的性能是依赖于粒径的,随着粒子尺寸的减小,SAR吸水倍率下降,附着厚度减小,凝胶的保水性能下降,饱浓度增大;流变测试发现吸水树脂粒径尺寸的大小对饱和状态下黏度的影响不大.通过研究SAR粒径尺寸对其吸水及保水性能和流变性能的影响,为吸水树脂的实际应用提供了参考.

抗冻蛋白(Antifreeze proteins,AFPs)是一种来自少数鱼类、昆虫、细菌等生物的大分子抗冻剂,能够通过降低溶液的冰点而不影响熔点的方式保护生物体免于冰冻伤害.AFP在食物冷藏、组织和器官保存以及提高经济作物抗冻能力等领域都有巨大的潜在应用价值.目前,还有许多有关AFP作用机制的问题尚未解决.为揭示如甘油、海藻糖和柠檬酸等小分子促进抗冻蛋白抗冻效果的分子机理,使用AutoDock对接软件模拟研究抗冻蛋白DAFP-1与小分子之间的潜在多种结合方式.通过对结合自由能、对接构象等性质的对比和分析,发现小分子促进抗冻行为的物理机制不仅仅局限于实验推测的Ar驴残基与小分子之间的单一结合作用,而且能够通过如Arg30、Arg54等组合位点对接的方式促成DAFP-1蛋白之间的多聚体,从而提高DAFP-1的抗冻能力.