达利娅·比斯瓦斯的肖像

化学系副教授

科学馆338
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传记

化学副教授达利娅·比斯瓦斯(Dalia Biswas)于2011年秋季加入惠特曼的化学系,担任终身助教. 2010年,她以访问教授的身份首次在PG电子任教.

在惠特曼教书之前, 比斯瓦斯在蒙大拿州立大学与大卫·杜利教授和罗伯特·西拉吉教授一起进行了生物无机化学领域的博士后研究. 她的博士工作是在蒙大拿大学的无机/有机金属化学,在Edward Rosenberg教授的指导下.

在来美国之前.S. 为了完成她的博士学业和研究,比斯瓦斯获得了B.Sc. 在孟加拉国达卡的Jahangirnagar大学获得化学荣誉学位. 她在孟加拉国西南部的一个小镇出生并长大,在那里她完成了她的早期教育.

比斯瓦斯目前的研究兴趣是利用金属原子实现其功能的生物系统. 她利用计算机模拟来理解细菌酶的结构和功能关系, 一氧化碳脱氢酶, 在分解水分子产生质子和电子的同时,它将有毒的一氧化碳从环境中移除. 它可以用来生产作为替代能源的氢. 她还对设计和合成功能类似的仿生模型复合物拆分水分子感兴趣.

比斯瓦斯教授广泛的课程,包括普通化学, 有机实验室技术, 生物化学, 高级合成与计算生物化学“,.

教育

Ph.D无机化学
蒙大拿大学
2005

B.Sc. 化学荣誉
孟加拉国达卡的贾汉吉尔纳格尔大学
1998

课程

  • 化学125 & 126普通化学I & II 
  • 化学140高级普通化学
  • 化学251 & 252有机实验室技术 & II
  • 化学360无机化学
  • 化学370高级合成
  • BBMB 325生物化学
  • 计算生物化学425

课程描述

普通化学(化学- 125): 化学入门课程为期一年的第一学期. Topics include atomic and molecular structure; periodic properties of the elements; chemical bonding; properties of gases, 液体, and solids; stoichiometry; aqueous solution reactions; and perhaps an introduction to organic chemistry and biochemistry. 解决问题涉及到代数的运用. 每周三堂课. 前提条件:两年的高中数学或得到老师的同意.

普通化学(化学126): 化学入门课程为期一年的第二学期. 主题包括解决方案的属性, 基本热力学, 化学平衡概论, 动力学, 氧化还原和电化学, 酸和碱, 环境问题, 和核化学. 本课程的问题解决涉及到对数和代数的使用,包括二次公式. 每周三堂课. 先决条件:化学125.

有机实验室技术I(化学251): 有机实验室基础技术介绍. 主题包括再结晶, 蒸馏, 熔点测定, 色谱法, 提取, 和一步法合成. 每周一个三小时的实验室. 前提条件:化学126或化学140. 先决或先决:化学245.

有机实验室技术II(化学252): C 有机实验室技术的延续,包括中级练习. 与化学251相比,本课程涵盖了更具挑战性的合成, 以及产品的多步骤合成和光谱分析. 每周一个三小时的实验室. 先决条件:化学251. 先决或先决:化学.

无机化学(CHEM 360): 现代无机化学的概念达到了一个先进的水平. 对选定的主题进行深入探讨,而不是对整个领域进行综述. 可能的主题包括过渡金属配合物和金属配体键合理论, 酸碱理论和非水溶剂, 过渡金属络合物反应的动力学与机理, 结合在固体, 原子结构和术语符号, 对称与群论. 每周三堂课. 先决或先决:化学346.

生物化学(325年BBMB): 蛋白质结构和功能的详细检查, 重点研究蛋白质在分子识别和催化中的作用. Topics include: techniques used to characterize proteins; enzyme 动力学 and mechanisms; signal transduction across membranes; bioenergetics; catabolism of proteins, 脂肪, and carbohydrates; integration of metabolism and disease. 每周三堂课. 符合生物学专业分子/细胞生物学要求.先决条件:生物111,化学246.

高级合成(化学370): 这是一门将有机合成和无机合成与物理表征方法结合起来的高级实验课程. 本课程的很大一部分是由学生根据特定主题选择和开发的独立项目. 每周两个三到四个小时的实验室. 先决条件:化学246、252和345. 先决条件(推荐)或共同要求:化学360.

计算生物化学(化学425): 本课程的目标是运用经验和量子力学计算技术,全面理解理解不同化学和生物化学系统的结构和功能所必需的分子原理. 它将让学生发展和图形化可视化的电子波函数及其各种性质的这些系统,并验证他们的发现通过实验数据. 实验练习将为学生提供不同的计算工具,以研究不同的化学及生化系统. 计划的练习旨在提高学生生成化学模型的能力,以及在进一步的化学研究中使用它们进行定量分析的能力. 先决条件:化学246.

计算模拟 & 仿生模型

生物地球化学中的碳、氮、水和硫循环在PG电子APP下载生活的许多方面都很重要. 在这些复杂的循环中,小分子(如CO 2,有限公司 2,和H 2)的产量更多
在环境温度和压力下反应. 所涉及的酶通常包含复杂的无机活性位点,理解这些位点对惰性分子的激活仍然是化学和生物学界面上最具挑战性的领域之一. 研究这个活性位点将大大提高PG电子APP下载对生物系统如何实现高反应速率的理解, 精致的选择性, 以及环境条件下具有挑战性的化学转变. 了解自然如何如此有效地运作,可以对开发未来环境友好的“绿色”催化剂产生影响.

Biswas教授的研究兴趣是研究钼催化CO的转化, 哪个是碳循环的中间产物. 好氧和厌氧微生物催化有毒的一氧化碳转化为毒性较小的二氧化碳, 并在调节大气CO水平方面发挥着重要作用,据估计,它消除了10个 8 每年从大气中释放出数吨的CO. 更重要的是, CO转化的独特之处在于它利用了酸碱和氧化还原反应, 同时也涉及到在催化循环中水分子的分裂产生两个电子和两个质子. 反应中产生的两个质子和电子可以用来产生氢气, 一种替代燃料来源. 这是一个极具挑战性的转变, 许多研究人员正在积极研究这一过程的可行性. CO的活化发生在一氧化碳脱氢酶的双核Mo-Cu中心(如图所示).

CODH

钼与两个羰基和硫配体配合,与钼铁-胞嘧啶二核苷酸(MCD)辅因子的二硫代酸盐结合. 催化活性状态已被结构表征,并被认为是氧化形式, Mo VI-Cu I. CO结合在Mo和Cu原子之间的氧化态活性位点口袋上, 和桥接硫相互作用. 在催化循环中, CO被氧化,Mo从+6氧化态被还原为+4氧化态,Cu保持在+1氧化态. Structural and spectroscopic data are in agreement as to the geometric environment around the Mo-Cu center; however, 它们在几个键的键距上有很大的不同. 这些距离异常可能是由于x射线数据收集过程中的辐射损伤和/或酶的不同物理状态. 此外, CODH中Mo-Cu中心之间的电子通信似乎是关键的,因为酶在没有Cu的情况下是无功能的. 据报道,铜浓度与特定活性呈线性关系, 这表明氧化还原不活跃的Cu中心在酶功能中起着关键作用.

以下是比斯瓦斯实验室正在探索的一些具体研究问题:

  • 蛋白质环境如何调节生物CO转化中的活性位点?
  • CODH中无氧化还原活性但必须存在的Cu中心的意义是什么?
  • 二氧化碳转化成二氧化碳的分子机制是什么 2 转换?
  • 创建模拟CODH活性位点的改进合成模型的关键设计参数是什么?

当前的项目

Biswas实验室正在利用量子力学计算来寻找CODH的活跃态和中间态的结构和理论收敛计算模型,这将有助于解决上述三个问题. 将利用计算研究的知识来设计和合成这种酶的模型复合物,这种酶在清洁能源的环境和工业应用方面有潜在的前景.

计算资源

QM和QM/MM模拟软件:高斯'09, 虎鲸, Gromacs, pDynamo可视化:Chemcraft, 发现工作室, PyMoL服务器:总数为200个核.

考利,R.E.; Cirera, J.; Qayyum, M. F.;   Rokhsana D.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Dooley, D.M.; Solomon, E. I. 半乳糖氧化酶中还原铜活性位点的结构:配体对单电子O的调控2 辅助因子生物发生的激活, 美国化学学会杂志, 2016, 138 (40), 13219-13229 (doi: 10.1021 /江淮.6b05792)

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苏珊娜L. 2017-2018年惠特曼学院马丁卓越指导奖.

2005年蒙大拿大学米苏拉杰出外国学生奖.

2005年,蒙大拿大学米苏拉分校,多样性学生成就奖.

伯莎·莫顿优秀研究生奖学金, 蒙大拿大学, 米苏拉, MT, 2002.

萝拉·沃尔什·阿纳克优秀女研究生奖学金, 化学系, 蒙大拿大学, 米苏拉, MT, 2002.