中文摘要：

近年来生物学家和化学家们一直致力于对酶催化反应机制的实验和理论研究，同时设计和开发一些具有特殊功能的新酶，期望在生产和生活应用中达到甚至超过野生酶的催化效率。应用量子化学方法对生命过程中的重要化学问题进行计算模拟已经成为生物学和化学的研究热点和重点。本项目将采用量子化学密度泛函方法结合活性中心簇模型对一些反应机理不明确甚至存在争议的有机磷解毒金属酶催化反应机理进行理论研究, 并在此基础上通过金属离子替换, 残基突变和新反应底物活性测试等方法从理论上对这些酶进行设计。阐明目标酶催化反应速率的原因和对映选择性、区域选择性及化学选择性的来源。有望从理论上设计一些能高效催化有机磷神经毒剂水解的酶。该项目研究将给出有机磷化合物在生物体内的代谢过程，并为生物学家和化学家从实验和理论上设计磷酯酶提供有意义的理论指导，进一步为有机磷化合物解毒药物的设计和工业合成提供理论参考和依据。