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分子相互作用及视紫红质突变（G90→D90）对阻碍眼睛暗适应的影响：夜盲症信号传导机制的比较结构层面研究
摘要： 针对夜盲症，研究人员对G蛋白偶联受体视紫红质、转导蛋白和阻遏蛋白之间的相互作用进行了详细的结构探索。视紫红质负责弱光视觉，而点突变（G90→D90）会导致其光转导过程发生不利变化。研究利用经过验证的三种蛋白质三维模型，在突变及相互作用后，视紫红质获得了更高的稳定性（通过热力学能量计算、静电表面势和溶剂可及面积评估），从而与转导蛋白产生强烈相互作用。突变视紫红质的构象转换也显示出稳固的构象特征——310螺旋比例减少，同时纯α-螺旋和β-折叠的比例增加。所有评估结果均通过配对T检验得到验证。 视紫红质N端区域的糖基化位点Glu33在整体相互作用模式中起主要作用。野生型视紫红质的Arg69与Glu33参与离子相互作用，该离子相互作用在突变后依然保留。野生型视紫红质的Cys323（C端残基）与Arg69形成氢键。在非突变情况下，Cys323对细胞信号传导模式具有特殊支持作用，且夜盲症患者不存在此机制。突变视紫红质的Ser297与Tyr43位于螺旋结构中，与转导蛋白的Thr32相互作用，在激活的相互作用状态下（即使在黑暗环境中）仍能维持稳定构象。Ser297紧邻位于NPXXY基序（信号转导"激活开关"）的视网膜附着位点Lys296。因此，这项研究揭示了光转导过程的分子层面机制——该机制在眼科领域具有重要地位，可能为预防此类突变的药物研发开辟新前景。
关键词： 视紫红质、热力学稳定性、构象涨落、突变影响
更新于2025-09-23 15:23:52
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为什么锡（Sn）替代比铅（Pb）空位更有利于实现太阳能电池的最佳效率
摘要： 甲基铵铅卤化物(MAPbI3)钙钛矿已成为前沿光电子半导体材料之一。为避免铅毒性，本研究采用杂化密度泛函理论(DFT)探讨了锡替代和铅空位(Pb-(cid:2))在调控MAPb1?X ?Y SnX (cid:2)Y I3钙钛矿稳定性和太阳能电池效率中的作用，并仔细考察了自旋轨道耦合(SOC)与电子自相互作用误差的影响。研究发现：相比形成铅空位，降低原始MAPbI3中铅含量时，锡替代具有更有利的热力学稳定性。此外，锡替代后由于s-p和p-p强耦合效应，导带底部下移导致带隙(直接带隙)减小，这使得MAPb1?X SnX I3在0 < X (cid:2) 0.5范围内获得更高的光学吸收系数(红移)和最大太阳能电池效率。
关键词： 自旋轨道耦合、MAPbI3、太阳能电池效率、铅空位、热力学稳定性、锡替代、甲基铵卤化铅、混合密度泛函理论、光学吸收系数
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于光伏应用的硫系材料及其衍生物
摘要： 硫属化合物AB(S,Se)?材料因其能同时解决传统钙钛矿太阳能电池面临的稳定性和毒性问题，近期受到广泛关注。过去几年间，金属硫属半导体材料的计算机辅助设计取得重要进展，由此发现了极具应用前景的AB(S,Se)?化合物及其衍生物，可作为薄膜光伏器件的吸光层材料。实验证实这类化合物的合成具有可行性，从而验证了理论预测，不过仍需进一步研究以深入探究相应薄膜的光电特性。为系统推进硫属吸光层材料及相关器件的发展，本综述既概述了适用于薄膜太阳能电池的预测性硫属材料及有趣衍生物，也总结了当前制备此类材料的合成技术，并探讨了开发硫属基太阳能电池可能面临的挑战。
关键词： 无铅钙钛矿、硫属化合物、太阳能电池、计算材料设计、热力学稳定性
更新于2025-09-19 17:13:59
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铁电BiAlO?(0001)极性表面热力学稳定性的偏振方向依赖性
摘要： 铁电氧化物的极性表面在基础研究和实际应用中都具有重要意义。本报告通过理论研究确定了铁电BiAlO3(0001)表面的热力学稳定性和电子特性。根据计算得到的表面相图，我们预测在相同化学条件下，具有相反极化的BiAlO3表面会呈现不同的平衡化学计量比。除表面化学成分的非化学计量特性外，我们还发现表面态的异常填充也能导致表面金属化，以补偿显著的表面积极性。本研究不仅从原子尺度揭示了BiAlO3(0001)表面的本质，还为新型磁电器件和先进表面化学提供了实践指导。
关键词： 磁电设备、表面化学、热力学稳定性、表面金属化、BiAlO3(0001)表面、电子特性、铁电氧化物
更新于2025-09-09 09:28:46