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ACS Catalysis|基於兩種冠狀病毒主蛋白酶3CL的催化機制提出藥物...
平均力勢計算：Potential of Mean Force (PMF)從頭計算：Gaussian 09計算亮點團隊結合結構生物學、蛋白突變、酶促反應動力學、分子動力學模擬、量化計算等手段，以MERS-CoV和SARS-CoV
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ACS Catalysis|馬爾科夫模型在糖基轉移酶模擬中的應用
本項研究中，研究人員採用了長時間的分子模擬（約20μs），來研究模擬過程中UDP-GalNAc結合後T2中完整的catalytic loop打開/閉合的過程，模擬的結果捕捉到3個關鍵的構象變化中間態。另外，本研究發現，活性位點附近的若干胺基酸殘基對調控catalytic loop的動力學過程起到關鍵作用，進而影響後續的底物識別。
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ACS Catalysis|量子化學方法研究酶催化的立體選擇性
酶工程技術徹底改變了生物催化領域，因此，深入了解控制特異性和選擇性的反應機制和因素對指導具有所需特性的酶工程設計很有幫助。在過去的幾十年中，研究人員陸續開發出了一系列能夠解決酶催化中各種問題的計算方法。常見的方法是分子對接，分子動力學模擬（MD），自由能擾動（FEP），經驗價鍵（EVB），量子力學結合分子力學（QM/MM）和簇方法。
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中科院金屬所李波課題組:微觀反應動力學模擬釐清乙苯氧化脫氫複雜反應機理
.0c02952 近日，中國科學院金屬研究所李波研究小組採用基於第一性原理計算的微觀反應動力學模擬方法，系統研究了納米碳催化乙苯（EB）氧化脫氫的反應機理。相關成果為未來新型非金屬碳基催化劑的理性設計及反應條件的優化提供了指導。低碳烯烴是化工產業的支柱，是合成塑料、橡膠和纖維的基本原材料。烯烴產量是衡量一個國家化工產業能力的重要指標之一，隨著經濟發展，烯烴需求在持續增加，進一步提高烯烴生產效率有著重要經濟價值和社會意義。另一方面，通過烷烴催化脫氫反應可以高效將低碳烷烴分子轉化為同碳烯烴。
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Sci|加速動力學結合馬爾可夫模型指導蛋白設計
本文中，研究人員以一種參與免疫反應並與HIV感染相關的蛋白CypA為例，介紹了結合加速MD(aMD)模擬和Markov模型（MSM）探索構象空間的方法。通過構建MSM模型確定了五個主要的優勢構象狀態以及狀態相互轉換的通路，並且通過理性設計，尋找到2個全新的突變位點，其中D66A會改變蛋白構象，而突變H70A可以穩定構象。
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高興發ACS Catal.：「從頭」預測納米材料類酶催化活性
.0c03426 全文速覽我們用密度泛函方法研究了氧化鐵表面模擬過氧化物酶（POD）活性的分子機理和動力學，提出了預測納米材料類POD活性的普適性理論方法。2007年，我國科學家主導的研究團隊發現Fe3O4納米顆粒具有類似於POD的催化活性，因此可用Fe3O4納米顆粒替代天然POD催化H2O2和TMB間的顯色反應，並成功將該反應用於酶聯免疫分析。這一發現啟發了人們基於無機納米材料開發人工酶，此類基於無機納米材料的人工酶也被稱為「納米酶（nanozyme）」。
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ACS Catalysis | 分子模擬探究Mg離子介導的TrmD酶甲基轉移過程
引言TrmD是一種細菌特異性的甲基轉移酶。Mg離子是TrmD的發揮催化活性所必需的，但目前對TrmD結構中Mg離子的位置及其發揮的作用尚不清楚。研究人員通過分子動力學（MD）模擬，確定了酶活性位點合理的Mg離子結合口袋，Mg離子和兩個天冬氨酸和一個穀氨酸以及S-腺苷甲硫氨酸（SAM）協調作用。
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...針對高度保守的結合位點設計高選擇性配體?N-肉豆蔻醯基轉移酶...
來自原生動物寄生蟲（LmNMT）和人源HsNMT1，兩種酶序列相似度為45.4%，但具有高度保守的結合位點，僅有3個殘基不同。以該酶為研究對象，通過計算和實驗結合的方法，揭示具有保守位點的蛋白質中決定選擇性的特徵並指導科學家理性設計這類蛋白的選擇性抑制劑。
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酶促分子內不對稱還原胺化構建手性1,4-二氮卓結構模塊研究獲進展
中國科學院天津工業生物技術研究所研究員朱敦明、吳洽慶帶領的生物催化與綠色化工團隊，繼利用亞胺還原酶催化不對稱還原α, β-不飽和亞胺合成嗎啡烷關鍵中間體後（Adv. Synth. Catal. 2019, 361, 556-561），實現了亞胺還原酶催化分子內不對稱還原胺化構建手性1,4-二氮卓類化合物。
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...生物醫學研究院達林泰課題組和張延課題組在《ACS Catalysis...
該研究運用計算化學和生物化學的方法從原子水平揭示了ppGalNAc-T2酶中一個關鍵結構域catalytic loop的構象變化過程及其對底物識別和酶催化反應的分子作用機制。O-GalNAc糖基化是具有重要生物學功能的翻譯後修飾類型。近年來，許多研究表明蛋白質特異性位點的O-GalNAc糖基化與腫瘤、神經退行性疾病等多種嚴重威脅人類健康的疾病密切相關。
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Angew Chem|計算模擬設計大環PROTAC分子
通過連接體將靶蛋白配體與E3連接酶配體連接,招募E3至靶蛋白表面,引發多聚泛素化過程誘導蛋白降解，為小分子藥物的研發開闢了新的路徑。但是目前linker都是鏈狀分子，通過大環化作用限制分子的生物活性構象是合理設計功能性化學探針有吸引力的策略。
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科學家模擬生物酶設計製備氧還原反應電催化劑
科學家模擬生物酶設計製備氧還原反應電催化劑 2018-06-05 中國科學技術大學 合肥物質科學研究院 近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院材料系教授陳乾旺課題組通過模擬生物酶中Mn基輔酶因子的結構和功能，以含有Mn金屬的MOFs作為前驅物，將O和N原子配位的Mn活性位點原子級地分散在三維石墨烯骨架中，利用石墨烯的良好導電性成功地將Mn調控成高活性的ORR催化活性位點，實現了高活性的催化。
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ACS Catal.:納米銳鈦礦型TiO2-x氧化物高活性催化丙烷脫氫
丙烷脫氫（PDH）生產丙烯迫切需要開發具有豐富、無毒、低成本以及高性能的催化劑。近日，中國石油大學（北京）Zhenfei Gao，劉百軍教授，Zhen Zhao報導了通過原位還原製備的純TiO2納米顆粒表現出優異的催化PDH性能。在600 ℃時，丙烷初始轉化率可達67%，丙烯單程收率為45%。在550℃時，丙烷轉化率為21%，丙烯選擇性高達94%。
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JACS|分子動力學揭示綠色螢光蛋白mEos4b的發光機制
此外，PCFPs中的綠態光開關可直接用PALM，已被設計成高效可逆的光開關螢光蛋白 (RSFPs)。本文作者研究了綠色螢光蛋白mEos4b的發光機制，證明mEos4b和大多數RSFPs一樣，依賴於螢光生色團可逆的順反異構實現暗態和亮態之間的切換。然而，綜合結晶動力學、分子動力學模擬和拉曼光譜的結果，作者發現綠色mEos4b中的暗態比關閉綠色IrisFP（一種雙光色PCFP）中的暗態更為動態。
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...分子人工受體的設計合成與分子識別、核酸酶模型設計和酶模擬...
所在院校： 南京大學 所在院系： 化學化工學院 職稱： 教授 招生專業： 有機化學 研究領域： 生物有機化學和超分子化學，涉及生物分子人工受體的設計合成與分子識別
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生物分子模擬應用研究取得系列進展
為了回答這一關鍵科學問題，李國輝與實驗合作者密切合作，提出和設計了結合增強型採樣技術的分子動力學模擬方案，以及利用QM/MM/MD方法計算底物結合和催化過程自由能的研究思路。通過動態學模擬發現，MLL酶家族不同成員都具有類似的動態學特性。
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金屬酶及模擬配合物催化分子氧活化的反應機理研究取得進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室生物無機催化研究組研究員葉生發團隊與臺灣師範大學教授李位仁、馬克思-普朗克化學能源轉化研究所教授Schnegg合作，在金屬酶及模擬配合物催化分子氧活化的反應機理研究中取得新進展。氧化反應通常是放熱反應，具有很高的驅動力，但需要克服氧分子從自旋三重態轉換到自旋單重態產生的高動力學勢壘。
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自組裝構築首例無輔因子的氧化模擬酶材料
天然的氧化還原酶（如過氧化物酶、漆酶、葡萄糖氧化酶等）主要依賴活性位點附近精確排布的胺基酸殘基和輔因子（Cofactor）相互協作高效地催化底物的氧化還原反應，其中輔因子對於電子傳遞起著關鍵的作用。但是，在環境升溫或pH波動時，隨著蛋白質的解摺疊，催化性殘基的空間排布發生改變，導致輔因子的移位、脫落甚至聚集，使得酶不可逆地失活。基於酶催化原理和結構特點發展起來的超分子自組裝，為酶的從頭設計與構造提供了有效的途徑。在前期的工作中，研究者通過生物分子自組裝，構建了輔因子依賴性的類酶活性位點（Chem. Eur.
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ACS Catalysis綜述: 水相異質催化反應研究進展
例如，水分子在酶催化中起著關鍵的作用，如控制底物和產物的傳質速率，促進活性位點的質子轉移，幫助建立有利催化的分子構象。自然界利用水的普遍存在來控制許多酶的反應，利用水的獨特性質，這反過來又有助於調節反應速率、選擇性和傳質速率。水作為溶劑、反應物或副產品的一些自然現象在合成多相催化劑催化的工業相關反應中找到了相似之處。近年來，多相催化領域的研究人員提出，從這些自然現象中獲得靈感可以改進催化工藝。
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JMC|基於結構的exportin-1小分子共價拮抗劑的發現
本文通過基於結構的藥物設計，發現了一種新的基於LFS-01的有效拮抗劑LFS-829，並評估其在結腸炎模型中的功效。首先，為了增加與CRM1的NES結合位點的非共價相互作用，在LFS-01的母體結構的亞碸部分旁邊接了一個苯環得到化合物LFS-06。通過基於細胞的表型核輸出功能試驗測定的IC50值為1.5 M，比LFS-01的值高3倍。