研究目的
研究光合反应中心中QB位点抑制剂的构效关系，以理解除草剂分子结构、与醌结合位点的相互作用以及蛋白质环境如何影响抑制效率。
研究成果
除草剂的抑制效率受空间位阻和电子因素影响。N-7原子上的非极性大体积基团能增强结合力，而N-8上的类似基团则会产生不利影响。高电子密度的氮原子更易与蛋白质氨基酸形成强氢键。这些发现有助于设计更高效的除草剂及用于环境监测的生物传感器。
研究不足
该研究仅限于细菌反应中心（如来自球形红杆菌和绿硫菌），可能无法完全推广至其他光合系统。洗涤剂浓度和脂质环境的差异可能会影响结合常数。计算模型基于近似处理，可能无法准确捕捉所有分子间相互作用。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用动力学分光光度法和分子建模技术，测定多种除草剂的抑制常数（KI）和结合焓值（?Hbind）。通过在洗涤剂胶束和蛋白脂质体中的类囊体膜反应中心（RC）样品进行除草剂滴定，监测电子传递抑制情况。利用半经验法和从头计算法对分子结构进行优化。
2：样本选择与数据来源：
培养无类胡萝卜素的球形红杆菌R-26细胞并制备反应中心（RC）。选用除草剂（特丁津、特丁通、莠灭净、扑灭通、扑草净、阿特拉津）作为抑制剂。从布鲁克海文蛋白质数据库下载晶体结构（2PRC、1DXR、5PRC）。
3：实验设备与材料清单：
设备包括单光束动力学分光光度计（自主设计）、离心过滤装置（Whatman VectaSpin 3，10 kDa截留分子量），以及GAMESS US、HyperChem 7.0、Maestro 9.3.5等软件。材料包含DDAO洗涤剂（Fluka）、DEAE-Sephacel（Sigma）、UQ-10（Sigma）、Triton X-100（Sigma）、磷脂（PC、PG、CL来自Sigma）及除草剂（Fluka）。
4：Maestro 5等软件。材料包含DDAO洗涤剂（Fluka）、DEAE-Sephacel（Sigma）、UQ-10（Sigma）、Triton X-100（Sigma）、磷脂（PC、PG、CL来自Sigma）及除草剂（Fluka）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：溶解纯化反应中心（RC），用UQ-10重建QB位点。通过向RC样品中添加微量除草剂储备液进行滴定，测量860 nm处闪光诱导吸收变化以监测电荷复合。将RC嵌入脂质囊泡制备蛋白脂质体。分子建模包含几何结构优化和电荷分布计算。
5：数据分析方法：
采用米氏动力学模型拟合数据确定KI值，使用Mulliken布居分析计算电荷分布，统计分析包含拟合误差估算。
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kinetic spectrophotometer
local design
Measuring flash-induced absorption changes at 860 nm to monitor charge recombination in RC samples.
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centrifuge filter
VectaSpin 3
Whatman
Concentrating RC samples by filtration.
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DDAO detergent
Fluka
Solubilizing and purifying RCs.
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DEAE-Sephacel
Sigma
Anion-exchange chromatography for RC purification.
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UQ-10
Sigma
Reconstituting the QB site in RCs.
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Triton X-100
Sigma
Solubilizing UQ-10 in aqueous solutions.
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phospholipids
PC, PG, CL
Sigma
Preparing proteoliposomes for RC incorporation.
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herbicides
terbutryn, terbumeton, ametryn, prometon, prometryn, atrazine
Fluka
Inhibiting electron transfer in RCs.
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GAMESS US software
Performing quantum chemical calculations for molecular charge distributions.
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HyperChem
7.0
Constructing graphs and calculating binding distances for molecular modeling.
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Maestro
9.3.5
Schr?dinger, LLC
Preparing protein structures and creating ligand interaction diagrams.
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