前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的行为艺术论文主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
论文关键词:公共艺术公共性市民社会
目前,诸多急待变化的公共艺术实践及其面临的批评与指责,使公共艺术存在的合法性深受质疑。批评界在针对当前某些艺术“公共性”的虚假命题的驳斥中,明确地指出公共艺术是一种“天生具有强迫性”的“意识形态的实践形式”。但是,本人认为,公共艺术当下呈现的混乱和无序状态不足以阻挡艺术回归公众生活的必然趋势。所谓“权力与民意”的冲突与摩擦,只是我国社会转型时期必然历经的震荡过程。
17至18世纪的欧洲资产阶级市民社会革命“击碎了政治国家的千年神话,把被颠倒的关系重新颠倒过来,使政治国家成为世俗化的市民社会的‘守夜人’,因而国家权力和公共利益最大限度地被分解为人权、公民权和特殊利益”①。“一方面,它展现了人类由特权社会步入自由平等的大众社会的非凡历程;另一方面,则展现了由群体活动和团体价值期望走向个体活动和个性价值追求的伟大进步,并日渐形成一个没有‘父亲的社会’”②。与此同时,欧洲市民社会革命的成功和资产阶级公共领域的发展也将艺术从教会和宫廷中解放出来,并把艺术曾经拥有的神圣特征,转变为一个任何公众成员都可以对其展开“业余的自由判断”的世俗化特征——公开展览,从而使艺术作品超越了专家而与大众直接接触,而“通过对哲学、文学和艺术的批评领悟,公众也达到了自我启蒙的目的,甚至将自身理解为充满活力的启蒙过程。”③对应于艺术与教会、宫廷的分离,酝酿于20世纪60年代的“百分比立法”,使艺术走出了画廊和美术馆的封闭空间,进一步激发了公众在文化公共领域中的自立性、参与性与主动性。可以说,公共艺术政策是对市民社会理论中具有历史进步意义的价值和原则的继承与发扬,而市民社会的发展和公共领域的建构,则为公共艺术奠定了合法存在的理论基石。
如果说欧洲市民社会革命的成功对西方国家的现代性转型具有举足轻重的意义,那么,封闭循环的社会历史进程则严重滞后了中国的公共领域建构和现代公民意识的确立。及至“五四”运动,中国才真正开始现代公民精神的建构。然而遗憾的是,“”所高举的“改造国民性”的启蒙主义大旗以及倡导“自觉的审美文化建设”的呼声,却几近淹没于内忧外患的烽火狼烟之中。而时期的集权垄断又再度遏制了私人领域的拓展。直到改革开放后,我国政府提出了“小政府,大社会”的发展方向,才开始了对市民社会的培育和现代公民意识的塑造。
与市民社会在中国的形成相似,公共艺术也同样具有后发外生特征,而缺乏自发自觉、自下而上的社会内驱力。在很大程度上,公共艺术也是由国家和社会精英赋予公众,而不是公众自觉要求的。消极公民意识的历史积淀使公众对公共艺术常常视而不见或充耳不闻,所谓的“公共性”因此无从谈及,公共领域广泛多元的理性价值批判更难以形成,市民社会理性也就无法上升为公共理性。当前,一些建立在史料分析和文献引证基础之上的公共艺术“考古”研究,或多或少地暴露出“中国也有”的情结,而忽略了公共艺术的西方移植色彩和语境分析。“公共性”既不是建立在基础之上的信徒式膜拜,也不是依赖于自上而下的单向推进或形式化附加,而是建立在国家与社会、公众与艺术家之间自由对话平台之上的长期交互行为。忽略公共艺术与社会宏观发展进程的文脉关联,缺少健康发展的市民社会和清晰界定的公私领域,就不可能具有真正意义上的公共艺术。
公共艺术的生产不仅直接反映出艺术领域和文化事业的发展状况,而且清晰地折射出建立在政治国家与市民社会二元基础之上的意识形态结构、社会关系结构与经济结构之间复杂多变的利益缠绕,反映出私人领域和公共领域、个人权利和公共权力、市民文化和公共理性之间的分野、冲突与整合。由于我国市民社会的成长和公共领域的发展相对滞后,上述矛盾关系便越发复杂和突显。当前我国公共艺术在发展过程中遭遇的尴尬处境,以及批评界围绕“公共性”价值兑现而展开的争议和辩论,都深刻揭示出国家与社会、公共权力与公共舆论、艺术家与公众之间等多极权利关系的分歧与摩擦。而在当代中国社会变革中出现的价值震荡和价值真空,以及在多种因素的作用和影响下尚未得到彻底根除的腐败、权力滥用和等现象,都极易造成社会成员价值选择的迷失,从而导致权利关系的不正当交换与纠缠。事实证明,那些浪费纳税人金钱、践踏艺术尊严、戕害公共精神的“城市菜雕”,正是一些艺术家借“艺术”的名义而不惜扭曲个人艺术追求,盲目迎合不正当权力的青睐而进行利益交换的物化形态。以公共精神为诉求的公共艺术,在话语权争夺以及权利交易的过程中反而沦落为一种编织精致谎言的道具。
但是,政治国家与市民社会的矛盾发展进程,既反映出普遍利益与特殊利益冲突与整合的复杂历程,也揭示出市民社会不断获得政治解放而展现人的自由理性精神的渐进性过程。只有培育出一个成熟理性的市民社会,政治国家与市民社会二者的离心性和对抗性才可能根本转化为有机互动的统一体,公共艺术也才可能代表更加广泛的公共价值取向。因此,将公共艺术由后发外生型转化为自发内生型,即由国家向公众的附加,变为公众的自觉需求,是确保“公共性”建构的必要手段。
综上所述,公共艺术在我国的推行,必须通过“政府推进”与“公民演进”的有机结合和良性互动,才能形成国家与市民社会的合力推动,进而形成体现公共理性精神的价值天平,使“公共性”具有更加广泛的社会基础。随着市民社会的不断成熟和发展以及市民公民意识的逐步加强,艺术的公共精神将会逐步得以更大程度地呈现。与此同时,对公共艺术的探讨也逐渐会从以“公共性”为重心转向以“艺术性”为重心,公共艺术的根本属性最终将以艺术自身的美学价值得以呈现。
注释:
①马长山:《国家、市民社会与法治》,商务印书馆,北京,2002,第232页。/
产品的功能与造型的关系是密不可分的,具有特定的功能就具有特定的造型。产品的功能确定后,设计师便要着眼于产品的外观设计,产品的外观是功能的载体,它包括形态、色彩、质感效果等构成外观美感的综合因素。在科学技术日益发达的今天,人们对产品功能的需求变化也更为迅速,但是不变的是对产品外观新颖时尚的视觉象征意义和美感的追求。
美感要以对象性的存在为前提,作为一种特殊的心理活动,美感当然离不开审美对象。当前流行的环型透视水龙头,集合了未来卫浴产品发展及流行趋势设计,简洁的造型富有新意,人们在洗手时,通过中空的造型可以看见自已的手是否洗干净。在水龙头边缘中装有灯光,照射在下落的水柱上制造出绚烂、迷幻的效果,水压的高低可以通过按压环型改变角度来调节。这款概念型水龙头的设计,符合产品的美学功能,大胆的想象力,把产品的使用功能进行了深度发掘,是使用功能与美学功能的完美结合。
另外,设计师还应该站在产品使用者的角度考虑产品外观设计,要注意安全、环境、操作、尺度、显示等人机因素,从产品寿命的全过程来看,还要考虑从产品包装、储运、组装、销售、维修、回收等流通阶段可能发生的人机关系,最终实现人性化和情感化的外观。
二、卫浴产品的视觉感受——色彩
色彩和造型一样都是造型语言,任何产品在我们心中都有一个理想状态需要我们去寻找,所以如何正确的找到更适合产品的色彩是和产品造型设计一样重要。色彩的选用一定要考虑邻近的其他色彩及空间的材料,这就要求认真研究使用色彩的整个环境。卫浴产品设计中的色彩不是孤立的,它有其独特性,这与绘画或者平面设计中的色彩是有不同的,卫浴产品的色彩主要受材质、环境、消费者影响。
1.色彩与材质的关系
色彩在产品设计中很重要,而产品的色彩不是单独存在的,是和材质与表面处理一起构成了完整的色彩,相同的色彩配置方案使用在不同的材质上,经过不同的表面处理后就会呈现出不同的效果。材质不同,色彩给予人们的感觉效果是完全不同的。例如在相同的产品上运用不同的表面处理后再运用相同的颜色进行喷涂后反映出的色彩效果就大有不同了,在亮光面上反映的色彩亮度较高,纯度也较高。而咬花(亚光)面上的色彩则明显降低了亮度和纯度。所以用不同材料制成的同色物品仍然会因为材料反光折光等现象造成不同的色彩感觉,活用材质和色彩的搭配是提升设计的一个很好的方法。
2.色彩与光、环境的关系
色彩和光是离不开的,光源同样重要。人之所以能看到物体的色彩是因为有光线的关系,如果没有光线,再多的色彩也只是一片黑暗。当我们看到东西的时候,不仅仅只看到物体,还有物体周围环境以及场景中的气氛。考虑物体的色彩就要了解物体所在的环境以及所要营造的气氛,同样地,在我们生活的周围,我们所设计的东西也会受到整体环境的气氛所影响。因此在考虑卫浴产品色彩时便应先注意到使用场景(场合)的气氛,或者可说是要营造何种气氛。
3.色彩与人的关系
色彩是可以影响人们对产品的感受的,同时色彩对人的心理有很大的指导作用,它能引起人们的共鸣、购买欲或偏爱性。色彩的本身有它一定的氛围,而我们设计者也就正是需要借助于这些能带给人震撼的色彩,来完成我们的设计。
某洁具网站的新品栏目中,一个全新推出的系列儿童洁具,包含了许多色彩与人的关系。设计师独具创意,设计相当巧妙,小小的座便器中包含了草地、鲜花、小鸟、白云、太阳等造型。座便器的盆体被设计成为花盆状,而盖板则是泥土的颜色,鲜花就“长”在泥土之上,于是,这个盆栽花就成为了座便器的主体。而座便器的水箱被设计成为云朵的外形,水箱盖是金黄色的破云而出的太阳。虽然采用了众多的色彩,但由于符合儿童心理,而深受小朋友们的喜爱。
也就是说,同样是着色,会由于产品的本身性质和人们的接受习惯,而存在一定的局限性。因此,在对所设计产品进行着色就一定要注意到这一点,我们并不需要打破这种局限性,而是要充分运用,使人们能够通过视觉直接的感受到设计意图,体会出设计意图。而且在人这一方面也需要针对最终的消费群去定义我们的色彩方向。
三、卫浴产品精致的体现——品质
产品的品质包括优良的设计、精湛的制造工艺和合理有效地应用优质的材料。无论哪个部分有质量问题,都会影响主体产品质量的平衡,也影响商品的信誉,因为我们已经进入了从品质到以品格为目标的时代。
首先,优良的设计主要表现在产品的外观设计和结构设计上。在外观设计中除了要满足产品的功能,设计师还要有创新意识,但是创新必须以人的需求为基础,盲目追求标新立异就会使设计脱离现实,不可能设计出真正的产品。
其次,精湛的制造工艺需要优良的设计作保障,但工业设计师不能仅仅坐在设计室里搞设计,还应该经常下到生产一线去了解产品和模具的制造过程,从中熟悉产品的制造工艺,很多原来在设计上无法解决的问题,很可能因为某种新工艺的出现就变得非常简单。
另外,有效合理地应用优质材料是保证产品品质的重要条件,优质材料并不等于昂贵的材料,设计师应该在满足功能的条件下,能够保证产品最低成本的优质材料。不同性质的材料或不同形状的材料都会呈现出不同的视觉特性和功能特性,给人以不同的视觉感受。所以,材料的选择也将直接影响到产品的性能和产品表现出来的品质视觉效果。
综上所述,卫浴产品的设计正伴随着时代的发展而进步,它的品质直接反映了现代人的生活理念和生活品位。作为生活耐用品,卫浴产品越来越受到时尚追逐者的重视,也为产品设计师指出了新的设计方向。卫浴产品的艺术特性将在未来的设计成熟期里得到全新发展,成为卫浴产品设计的源动力及新的价值取向。
参考文献:
[1]庞晓婷.卫浴产品艺术设计研讨.吉林:吉林大学艺术学院,2007.
[2]陈苑.产品结构与造型解析.西泠印社出版社,2006:77.
[3]戚廷贵.美学原理.吉林:东北师范大学出版社,2006:207.
[4]赵平勇.设计色彩学.北京:中国传媒大学出版社,2006:42.
[5]张帆.产品开发与营销.上海:上海人民美术出版社,2004:7.
论文摘要:作为表现主义代表人物之一的诺尔德,其绘画作品继承了北欧传统绘画中的宗教意味和悲剧色彩。他绘画中的宗教意味来自于他对宗教题材的直接选择及表现性绘画语言的运用,他的作品准确反映了时代的特征。他的绘画无论从内在精神上还是外在语言上,都具有现代性。
埃米尔·诺尔德1867年出身于德国北部的一个农民家庭,17岁进人费伦斯堡的一家雕刻学校学习木雕,后来又在一家工艺美术学院短暂学习。32岁才有机会进人巴黎朱利安美术学院深造,从此走上艺术创作的道路。1906年,诺尔德参加德国表现主义社团“桥社”,成为“桥社”最重要的成员之一。但诺尔德性格孤僻,行事独立,与桥社其他成员的激进表现格格不人,一年多以后又退出了该社团。1913年,诺尔德参加了南太平洋的一支科学考察队,到俄国、中国、朝鲜、日本旅行,并留在南太平洋作画数月。1956年卒。
诺尔德是20世纪初德国表现主义绘画的代表人物,是“桥社”最有才华的成员之一。他的作品构图饱满,画面简洁,造型夸张,色彩强烈,笔触狂放,作品中流露出强烈的宗教意味,或悲悯,或迷狂,或低沉,或激昂,将当时北欧动荡不安的社会现实和普遍蔓延的世纪末情绪渲染得淋漓尽致。
一、何谓绘画中的宗教意味
人类最早的艺术基本都与宗教有关。欧洲艺术在文艺复兴之前,几乎都是以宗教人物或宗教故事为绘画和雕刻艺术创作的题材,艺术家通过艺术手段传播宗教教义,为当时的教会服务。WwW.133229.cOm站在任何一件中世纪绘画或雕刻的面前,立刻能够感受到那种强烈的宗教神秘气氛和宗教情感。到了文艺复兴时期,以宗教故事或人物为题材的艺术作品依然占有很大部分。直到17世纪以后,宗教题材的绘画才渐渐被现实题材所代替。但是,后来的一些艺术家,尤其是那些性格内向的,喜欢沉思冥想的艺术家,依旧自觉或不自觉地从作品中表达出宗教式的情感和意味。这种情感以动、静两种形式表现出来,一种是教徒式的宗教迷狂,表现为对某些事物的极端热情或痴迷;另一种则为沉思冥想,悲天悯人的悲枪感受或超自然的心理体验,这种情绪来自于艺术家内心的压抑、痛苦,想寻找一种心理平静或精神寄托。这两种情感反映在绘画当中,我们称之为宗教情感或意味。
北欧的传统绘画中,自中世纪起就开始有了一种表达悲剧感和神秘体验的倾向。从文艺复兴的丢勒、格吕内瓦尔德,到19世纪的佛里德里希、布莱克,及后来的凡高、蒙克、恩索尔、霍德勒,直到诺尔德,他们的作品当中始终贯穿着悲剧色彩。不同的只是有些画家采用内敛的、细腻的、沉稳的艺术表现手法,如弗里德里希的风景画,多数则采用激昂外露,狂放不羁的表现手法,如凡高、蒙克、诺尔德等人的作品。20世纪初的表现主义画家们,继续开掘德国艺术中的悲剧意识,这种悲剧意识一度被称为德意志民族的特征。艺术家们在对当时现状不满或不解的背后,试图去寻找一种能表达现代人内心世界的艺术手法,那就是肆意的表现主义手法,诺尔德就是其中的一位不懈探索者。
二、诺尔德绘画中宗教意味的体现
1.选择宗教题材表达宗教情感
诺尔德于1909年创作的作品《最后的晚餐》是其早期的代表作。这幅画直接选材宗教故事,这是一个曾为众多古典艺术家描绘过的不朽经典题材,最著名的是达芬奇的同名作。而诺尔德的这幅作品与古典大师常用的细腻写实的手法含蓄地描绘这一宗教故事不同,他用极为夸张的表现主义手法来表现。诺尔德将基督与其门徒的形象无限放大,直到挤满整个画面,基督和众门徒的脸上满是忧郁与绝望,用红、黄两种明亮的纯色和暗黑绿色铺满画面,强烈的色彩对比,加上以基督为中心的戏剧性聚光效果,渲染出浓郁的悲剧气氛。
19世纪以后,直接选择宗教题材的画家不多见,而诺尔德却将一个经典的宗教题材作为表现对象,这与画家想要表达的情绪有关。联系当时的社会现状,战争的阴云笼罩下的德国,无望的悲观和狂躁不安是人们的普遍情绪,遁人宗教的世界里,寻求精神的自我解救或许是最好的出路,诺尔德就这样将宗教故事与现实生活有机地联系在一起。
除此之外,诺尔德通过描绘与宗教相关的事物,如基督、传教士、古老的哥特式教堂,及自然景物,如风车、大海、荒野、夜晚的月光等,将人们带人无垠的神秘时空中,引起种种神秘的宗教体验。这些宗教事物和自然景物从德国19世纪浪漫主义风景画中常常可以看到,这种以描绘宗教事物和自然景物传达宗教意味的传统表现手法在诺尔德的作品中得到了继承。
2.通过绘画语言体现宗教精神
在《最后的晚餐》一画的构图中(图1),诺尔德没有采用达芬奇式的将众多人物一字排开的构图方式,置于一个有着强烈透视感的和空间感的画面当中,而是将所有的人物无限放大,挤满整个画面,消除了深度空间和精确透视,巨大的张力似乎要冲破画面,悲愤的情绪因此得到有效释放。
同样的构图手法还反映在另一幅作品《传教士》中。这幅画除了中上悬挂的一幅原始面具外,三个人物几乎占满了画面,一位传教士正对着双膝跪地背着婴儿的部落女人宣讲圣经,或是这位传教士在倾听女人的忏悔。原始面具、传教士、部落女人的画面内容,再加上顶天立地的构图方式,原始和宗教的精神意味在这幅作品中得到了有效的体现。
夸张的造型是诺尔德绘画宗教意味得以体现的另一途径。《传教士》一画,象征宗教的传教士双手紧抱圣经于胸前,几何方形的脸上张大的嘴巴露出满嘴的牙齿,说明他正在滔滔不绝地宣讲教义,虔诚的女教徒双膝跪地呈“之”字形。人物造型采用极其夸张的手法,传教士好似方几何石块的堆砌,或是随手撕纸粘贴而成的,双目、嘴巴、牙齿和胡须随意地勾画而来,墙上的原始面具也是极尽夸张之意,惟有妇女和婴孩的造型稍微严谨一些。夸张的造型手法将教士传教这一宗教事件凸现在观者眼前,观者感受到了画面当中传达出的浓郁的宗教气氛。
作为早期表现主义团体成员之一,诺尔德也擅长于运用色彩和笔触表达情感。《最后的晚餐》、《围着金牛犊的舞蹈》、《狂热舞蹈的孩子们》等作品都是用色彩和笔触表达强烈情感的典范。
《最后的晚餐》里,诺尔德使用了炙热的色彩与狂乱的笔触渲染出画面的宗教气氛。《围着金牛犊的舞蹈》中强烈的黄色与紫色,加上笔触的任意挥洒,表现出舞蹈者动感十足的疯狂跳跃,反复旋转,如醉如痴的癫狂状态,将激越的情绪尽情流淌在画布上。诺尔德曾从凡高、蒙克和恩索尔等表现主义先驱那里继承了用色彩和笔触表达情感的手法。与“桥社”其他成员不同的是,诺尔德更多地表现悲悯、伤感的情绪,这种悲悯的情感或情绪来自于画家对自然世界及现实人生的深人感受,经过了长时间的沉思默想,是画家独特的心理体验,具有超自然的精神所指。而“桥社”其他画家,更多地描绘现实生活中,尤其是城市人声色犬马、纸醉金迷的生活场景,喧闹的背后是一颗颗无所寄托的游魂,而诺尔德却自甘咀嚼苦果,心向上帝,灵魂有了依托,痛苦的心灵得到解救。所以,看诺尔德的画,必然要经历一次次心灵跌宕起伏,之后沉寂下来,去自我追问或思考,这就是诺尔德绘画的精神力量。
三、诺尔德绘画的现代性
摘要采用密度泛函活性理论研究了以锌指蛋白为基础建立的3种锌指模型,MS4-xNx (M为二价金属离子Mg, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn; S和N分别代表组氨酸和半胱氨酸残基; x=0, 1, 2),并探讨了其金属结合特异性. 结果表明, 当锌离子参与键合时,体系既表现出最大稳定性,同时又显示出最大反应活性. 这种同时把稳定性和反应活性有机地结合于一体的特质清楚地说明了锌指蛋白质分子对金属锌离子键合的专一性.
关键词锌指; 密度泛函活性理论; 金属键合专一性
The zinc finger, a ubiquitous protein-nucleic acid recognition motif invariantly conserved in eukaryote proteins, is a globular minidomain containing a tetrahedral metal-binding site coordinated by cysteine and histidine residues. Its geometry has been well studied by EXAFS[1], spectrophotometrics, NMR[2-4], and synthetic models[5-6]. Experimental evidence has unequivocally showed that specific nucleic acid binding activities of these proteins depend on the availability of zinc ions[7-10] .Removal of zinc with chelating agents could result in a complete loss of the specific DNA binding activity, while the addition of Zn2+, but not other similar divalent first-row transition metal ions such as Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, and Cu2+, would restore the reactivity. The reason behind is unknown. In this work, density functional reactivity theory (DFRT) reactivity indices, which are conceptually insightful and practically convenient in predicting chemical reactivity and regioselectivity of a molecule, are applied to elucidate the metal-binding specificity of zinc fingers.
Scheme 1
A three-layer ONIOM model for MS4 in subunit (a) and two truncated high layer models for MS3N and MS2N2 in subunits (b) and (c), respectively with a divalent transition metal ion in the center of each motif. Visualizations of the molecular structures were rendered using GaussView 5.0. Color code: S, yellow; N, blue; C, gray; H, white.
The ONIOM (Our own N-layered Integrated molecular Orbital and molecular Mechanics) model was employed to make the calculations tractable for the geometry optimization with each of the systems in a higher spin state, followed by a harmonic vibrational frequency analysis to confirm that the structures obtained were indeed a minimum on the potential energy surface. The semiempirical PM6 approach[27] was used for the middle layer; the molecular mechanics UFF (universal force field) method[28] was employed for the low layer, and the high layer, treated at the DFT B3LYP/6-31G(d) level of theory[29-31], consists of the divalent metal ion and the ligand atoms (S and N) from the His and Cys residues. All quantum chemical calculations both for structures and properties were performed with the GAUSSIAN-09 package[32] with tight self-consistent field (SCF) convergence criteria, ultrafine integration grids and without symmetry constraints.
Tables 1-3 summarize the results of DFRT indices for these three zinc-finger protein motif models, MS4, MS3N1, and MS2N2. In Tab. 1, εHOMO energy and electronegativity χ are negative in values, while other quantities, such as the lowest molecular orbital energy εLUMO, chemical potential μ, hardness η, softness S, electrophilicity ω, electrofugality ΔEe, and nucleofugality ΔEn are all positive in values. One of the key thermodynamic parameters that explains why our Nature favors zinc rather than other metal ions is hardness, which is the largest in Tab.1 among all the species studied in this work. It is known that the larger the hardness the more stable the system[33], indicating that the zinc-finger motif with the zinc cation binded to it possesses the best stability. This is the first side of this zinc-finger-motif coin, stability. Now, let us look at the other side of the coin, reactivity. As shown by the electronegativity χ, electrophilicty ω, electrofugality ΔEe, and nucleofugality ΔEn indices in Tab.1, the species containing the Zn ion shows again the largest value in each of these quantities, suggesting that the zinc-finger motif with zinc cation in place exhibits the most reactivity in these categories of molecular reactivity. Put together, these results from the two sides of the coin show that when the zinc finger has the zinc ion in place, it possesses the most stability and at the meanwhile most reactivity. This seamless combination of often-contradictory properties of stability and reactivity at the same time in the same place is the unique feature of the zinc-finger motif.
Next, let us take a look of another zinc finger protein motif model, MS3N1, whose DFRT results are shown in Tab.2. Are the trend and conclusion still the same? The answer is yes. In this case, hardness is still the largest for the zinc ion and electronegativity χ, electrophilicty ω, electrofugality ΔEe, and nucleofugality ΔEn indices are still the largest or second largest in values as well. These same trends confirm that for the second category of the zinc finger motif, both the most stability and best reactivity still remarkably coexist in the same system at the same time.
Finally, we switch our focus to the third zinc-finger motif model, MS2N2, as shown in Tab.3. As can be seen from the Table, the same trend and same conclusion is still valid for systems from this model, where hardness is still the largest for the species with the zinc ion in place whereas its reactivity indices such as electronegativity χ, electrophilicty ω, electrofugality ΔEe, and nucleofugality ΔEn are the largest or second largest. Again, these results verify the conclusion we drew earlier that the uniqueness of the zinc-finger motif is its spectacular combination of two contradictory properties of a molecular system, stability and reactivity.
Tab.2Shown here are 12 divalent metal ions, highest occupied molecular orbital (HOMO) energy, lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy, electronegativity (χ), chemical potential (μ), hardness (η), softness (S), electrophilicity (ω), electrofugality (ΔEe), and nucleofugality (ΔEn) for the zinc-finger protein motif MS3N1. Units in atomic units
In summary, our present work employing density functional reactivity theory indices unambiguously shows that the unique feature of the zinc-finger motif is its seamless combination of stability and reactivity. This remarkable property of zinc-singer motifs explains nicely the metal-binding specificity of the zinc-finger proteins. As to how the reactivity is impacted and why this combination is essential, more studies are in need and still in progress, whose results will be published elsewhere.
References:
[1]DIAKUN G P, FAIRALL L, KLUG A. EXAFS study of the zinc-binding sites in the protein transcription factor ⅢA [J]. Nature, 1986,324(6098):698-699.
[2]FRANKEL A D, BERG J M, PABO C O. Metal-dependent folding of a single zinc finger from transcription factor ⅢA [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1987,84(14):4841-4845.
[3]PRRAGA G, HORVATH S J, EISEN A, et al. Zinc-dependent structure of a single-finger domain of yeast ADR1 [J]. Science, 1988,241(4872):1489-1492.
[4]HARPER L V, AMANN B T, VINSON V K, et al. NMR studies of a cobalt-substituted zinc finger peptide [J]. J Am Chem Soc, 1993,115(7):2577-2580.
[5]CORWIN D T JR, FIKAR R, KOCH S A. Four-and five-coordinate cobalt(II) thiolate complexes: models for the catalytic site of alcohol dehydrogenase [J]. Inorg Chem, 1987,26(19):3079-3080.
[6]CORWIN D T JR, GRUFF E S, KOCH S A. Zinc, cobalt, and cadmium thiolate complexes: models for the zinc (S-cys)2(his)2 centre in transcription factor ⅢA (cys=cysteine; his=histidine) [J]. J Chem Soc Chem Commun, 1987(13):966-967.
[7]HANAS J S, HARUDA D J, BOGENHAGEN D F, et al. Xenopus transcription factor A requires zinc for binding to the 5 S RNA gene [J]. J Biol Chem, 1983,258(23):14120-14125.
[8]KADONAGA J T, CARNER K R, MASIARZ F R, et al. Isolation of cDNA encoding transcription factor Sp1 and functional analysis of the DNA binding domain [J]. Cell, 1987,51(6):1079-1090.
[9]NAGAI K, NAKASEKO Y, NASMYTH K, et al. Zinc-finger motifs expressed in E.coli and folded in vitro direct specific binding to DNA [J]. Nature, 1988,332(6161):284-286.
[10]EISEN A, TAYLOR W E, BLUMBERG H, et al. The yeast regulatory protein ADR1 binds in a zinc-dependent manner to the upstream activating sequence of ADH2 [J]. Mol Cell Biol, 1988,8(10):4552-4556.
[11]FENG X T, YU J G, LIU R Z, et al. Why iron? A spin-polarized conceptual density functional theory study on metal-binding specificity of porphyrin [J]. J Phys Chem A, 2010,114(21):6342-6349.
[12]LIU S B, ESS D H, SCHAUER C K. Density functional reactivity theory characterizes charge separation propensity in proton-coupled electron transfer reactions [J]. J Phys Chem A, 2011,115(18):4738-4742.
[13]KUMAR N, LIU S B, KOZLOWSKI P M. Charge separation propensity of the coenzyme B12-tyrosine complex in adenosylcobalamin-dependent methylmalonyl-CoA mutase enzyme [J]. J Phys Chem Lett, 2012,3(8):1035-1038.
[14]HUANG Y, ZHONG A G, LIU S B. Predicting pKa values for singly and multiply substituted benzoic acids with density functional reactivity theory [J]. J Nat Sci Hunan Normal Univ, 2011,34(1):52-55.
[15]HUANG Y, LIU L H, LIU S B. Towards understanding proton affinity and gas-phase basicity with density functional reactivity theory [J]. Chem Phys Lett, 2012,527(0):73-78.
[16]PARR R G, YANG W. Density-functional theory of atoms and molecules [M]. New York: Oxford University Press, 1989.
[17]GEERLINGS P, DE PROFT F, LANGENAEKER W. Conceptual density functional theory [J]. Chem Rev, 2003,103(5):1793-1874.
[18]CHATTARAJ P K, SARKAR U, ROY D R. Electrophilicity index [J]. Chem Rev, 2006,106(6):2065-2091.
[19]LIU S B. Conceptual density functional theory and some recent developments [J]. Acta Phys Chim Sin, 2009,25(3):590-600.
[20]PARR R G, DONNELLY R A, LEVY M, et al. Electronegativity―the density functional viewpoint [J]. J Chem Phys, 1978,68(8):3801-3807.
[21]MULLIKEN R S. A new electroaffinity scale; together with data on valence states and on valence ionization potentials and electron affinities [J]. J Chem Phys, 1934,2(11):782.
[22]PARR R G, PEARSON R G. Absolute hardness: companion parameter to absolute electronegativity [J]. J Am Chem Soc, 1983,105(26):7512-7516.
[23]PARR R G, SZENTPLY L V, LIU S B. Electrophilicity index [J]. J Am Chem Soc, 1999,121(9):1922-1924.
[24]AYERS P W, ANDERSON J S M, RODRIGUEZ J I, et al. Indices for predicting the quality of leaving groups [J]. Phys Chem Chem Phys, 2005,7(9):1918-1925.
[25]AYERS P W, ANDERSON J S M, BARTOLOTTI L J. Perturbative perspectives on the chemical reaction prediction problem [J]. Int J Quantum Chem, 2005,101(5):520-534.
[26]RCSB Protein Data Bank[DB/OL].[2012-12-10].http:///pdb/home/home.do.
[27]STEWART J J P. Optimization of parameters for semiempirical methods. V. Modification of NDDO approximations and application to 70 elements [J]. J Mol Model, 2007,13(12):1173-1213.
[28]RAPP A K, CASEWIT C J, COLWELL K S, et al. UFF, a full periodic-table force-field for molecular mechanics and molecular-dynamics simulations [J]. J Am Chem Soc, 1992,114(25):10024-10035.
[29]BECKE A D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic-behavior [J]. Phys Rev A, 1988,38(6):3098-3100.
[30]BECKE A D. Density-functional thermochemistry. Ⅲ. The role of exact exchange [J]. J Chem Phys, 1993,98(7):5648-5652.
[31]LEE C, YANG W, PARR R G. Development of the Colle-Salvetti correlation energy formula into a functional of the electron density [J]. Phys Rev B, 1988,37(2):785-789.
[32]FRISCH M J, TRUCKS G W, SCHLEGEL H B, et al. Gaussian 09, Revison B.01; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.