NMDA受体非竞争性拮抗剂的3D-QSAR研究

NMDA受体(N-methyl-D-aspartate receptor)是离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptors,iGluRs)的一亚型,对谷氨酸的神经兴奋毒性起关键性作用,因此对于NMDA受体拮抗剂的应用已引起广泛重视。本研究选用NMDA受体甘氨酸位点拮抗剂1,4-二氢喹喔啉-2,3-二酮衍生物(QXs)为研究对象,采用比较分子场分析法(CoMFA)建立34个NMDA受体拮抗剂的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型。此CoMA模型的交叉验证相关系数(q~2)0.566,最佳主成分数(ONC)6,非交叉验证相关系数(r~2)0.969,标准方差(SEE)0.236,立体场和静电场贡献值分别为62.3%和37.7%,研究结果可用分子场等势图直观表示。分子场等势图结果表明,在1,4-二氢喹喔啉-2,3-二酮衍生物苯环2,3位,减少取代基体积或增加取代基的正电性,可以提高该类化合物的活性。所建模型的预测能力和拟合能力较好,不仅了解清楚NMDA受体非竞争性拮抗剂的结构特征,还为设计活性更高的受体拮抗剂提供理论依据。     

Phytocassane衍生物的电子结构特征及构效关系研究

采用半经验AM1方法对phytcassane A-E等5种水稻植物抗毒素进行了量子化学计算,根据对其电子结构及相关分析研究结果讨论了它们的活性部位、作用方式及构效关系,发现分子中的α,β-不饱和共轭体系是最重要的供电子部位,在与受体作用时主要起供电子作用,其供电子能力直接影响化合物活性的强弱。此外,化合物的HOMO能级、0(24)的原子净电荷及轨道电子密度、0(26)的原子净电荷、clog P及cMR等均对生物活性产生重要影响。     

μ阿片受体三维结构模建与芬太尼类似物分子对接研究(英文)

本文通过牛视紫质蛋白质晶体结构使用Composer模建程序进行了人类μ阿片受体的同源模建,预测了μ阿片受体的二级结构,用Ramachandran图和ProTable验证模型的可靠性.得到的模型91%的氨基酸残基位丁最佳区域,7个疏水区域表明有7个跨膜区与模型一致.并使用Surflex-Dock程序进行一系列芬太尼类似物分子与μ阿片受体的对接研究进而研究了其作用机制.活性位点主要包括ILE109,ASP112,TYR113,MET116,HIS262,TYR291.这些氨基酸残基都是芬太尼类似物与μ阿片受体的相互作用的主要残基.对接打分较高的分了均为与活性位点结合较好的分子,由此可对μ阿片受体有更深入的了解从而为设计出活性更高的芬太尼类化合物提供依据.     

CMKLR1 与 chemerin 及 α-NETA 复合体结构预测

他扎罗替尼诱导基因 2(tazarotene-induced gene 2，TIG2)的产物 chemerin 是孤儿 G 蛋白耦联受体趋化因子样受体 1(chemokine-like receptor 1，CMKLR1)的内源性配体。chemerin/CMKLR1 信号系统在体内多组织器官发挥着重要的功能和作用。chemerin 的 C 端在体内被蛋白酶切后形成多种亚型，该文通过 Alphafold2 对 chemerin 的 6 种亚型进行结构预测与建模，并将其中有活性的 3 种形式与 CMKLR1 进行复合体建模，对复合体进行结合位点分析后，阐明不同活性形式的差异结合位点。此外，将 CMKLR1 的小分子拮抗剂 2-(α-萘甲酰基)乙基三甲基碘化铵(2-(α-naphthoyl) ethyltrimethylammonium iodide，α-NETA)与 CMKLR1 进行对接，确定二者的相互结合位置。实验结果从蛋白质分子结构层面解释了两点：(1)具有活性的 chemerin 与 CMKLR1 的互作方式；(2)小分子拮抗剂 α-NETA 与 CMKLR1 的互作方式。研究内容将为 CMKLR1 的靶向药物设计提供理论依据和实验基础。     

3,4-次甲二氧桂皮酰胺化合物定量构效关系的量子化学研究

采用Gaussian98程序量子化学从头算法对9种3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物进行了量子化计算。并对计算得到的轨道能量、轨道组成、电荷密度、净电荷等性质进行了分析，将它们与实验得到的生物活性参数做了相关曲线，并对某些参量进行了线性回归，得到了回归方程。计算结果表明3，4-次甲二氧桂皮酰胺化合物的抗惊生物活性与分子的近前沿分子轨道LUMO( 3)能级和轨道组成存在一定的相关性。我们预测这类药物分子在与受体作用时，可能与受体之间发生电子转移，形成电子转移配合物，从而发挥药效。羰基和烯键部位应为此类化合物的活性部位。     

囊泡表面氨基酸信号分子与维生素B6衍生物受体反应平衡常数的估计

为了构建一个新的以维生素B₆衍生物(PL⁺C₁₆)为受体、氨基酸为信号分子的人工细胞信号转导超分子体系,测定在40℃、pH值分别为7.0、8.0及9.0的缓冲液体系下,4种信号分子（甘氨酸、β-丙氨酸、γ-氨基丁酸、天冬氨酸）在不同初始浓度下与受体PL⁺C₁₆反应的吸光度,通过用MATLAB模型拟合工具包将其实验数据进行非线性拟合,估计反应的平衡常数K,定量考察了4种信号分子到达人工细胞膜载体表面与受体分子的结合能力。结果表明:不同pH值下,同一氨基化合物与受体PL⁺C₁₆反应的平衡常数K有明显差异,而在同一pH值下,不同氨基酸与受体的K值也有很大差别,其中pH值为9.0时,天冬氨酸的K值最大,与受体PL⁺C₁₆的结合能力最强。     

12顶点闭合型碳硼烷异构体的结构和稳定性密度泛函理论研究

采用密度泛函理论DMol~3/DNP方法对十二顶点闭合型碳硼烷C_2B_(10)H_(12)异构体的几何结构进行优化,分析了异构体的稳定性、电荷分布以及前线分子轨道。结果表明3个异构体都有对应的稳定构型,并保持了闭式二十面体骨架结构。稳定性随着2个C原子之间距离增大而增加,即稳定性为对位间位邻位。负电荷主要集中在2个C原子上,成为主要的亲核取代反应中心。异构体具有立体芳香性,取代C原子具有对位、间位定位效应。B原子电荷密度规律,位于C原子间位的B原子负电荷密度最高,对位稍次,邻位最低。异构体分子前沿轨道和△E_(LUMO-HOMO)所预示的化学稳定性与结构能量稳定性趋势一致。     

整合素α_vβ_3受体配体的计算机辅助设计

肿瘤血管生成是肿瘤生长、浸润和转移过程中不可缺少的生物过程,整合素α_vβ_3对肿瘤血管生成起着重要作用。研发具有高亲和力和高特异性的整合素α_vβ_3受体配体在针对肿瘤血管生成进行靶向诊断与靶向治疗中具有重要意义。计算机辅助药物设计技术的问世,极大地推动了新型整合素α_vβ_3受体配体的研发。整合素α_vβ_3受体细胞外区X射线晶体衍射结构的获得为针对整合素α_vβ_3受体的药物设计奠定了基础。计算机辅助药物设计包括基于分子对接法(Docking)的直接药物设计和基于药效团的间接药物设计,Docking可预测配体-蛋白的相互作用、对受体-配体结合进行三维构效关系研究、设计具有高亲和力与选择性的新型配体。通过将小分子数据库与α_vβ_3受体(PDB号为1L5G)进行对接,筛选出具有较高亲和力的α_vβ_3受体拮抗剂-3(3-吡啶基)-3-[4-[2-(5,6,7,8-四氢[1,8]萘啶-2)乙基]吲哚-1]丙酸和3,4-二氯苯基双胍,后者与目前已知的配体具有不同的受体结合模式。在间接药物设计中,提出了以Arg的带正电荷的侧链、Asp的带负电荷的侧链和Gly的疏水基团为药效团特征的三点药效团模型和以氢键供体、氢...     

溴丙酰螺药物离子选择性电极的研制和应用

本文以四苯硼酸-溴丙酰螺离子缔合物和四苯硼酸钠为活性物质,邻苯二甲酸二丁酯和邻硝基苯辛醚为溶剂制成了四种 PVC 膜溴丙酰螺电极,比较了它们的性能。其测量线性范围为1.0×10~(-2)～5.0×10~(-5)mol/L,响应斜率在29.7～27.9mV/pC 之间。用该电极测定模拟试样中溴丙酰螺含量,结果较好。     

N2O与HX(X=F,Cl,Br)分子间作用的电子密度拓扑研究

运用量子化学微扰理论MP2方法和密度泛函B3LYP方法,采用6-311++G(d,p)基组,对N_2O分子与HX(X=F,Cl,Br)分子形成的氢键复合物进行构型优化和能量计算。利用电子密度拓扑分析方法对氢键复合物的拓扑性质进行了分析,探讨了分子间氢键作用的本质。研究结果表明,N_2O分子与HX(X=F,Cl,Br)分子间可形成O…H-X和N…H-X 2类氢键;形成氢键后,作为电子受体的HX(X=F,Cl,Br)分子中的H-X键键长增加振动频率减小;氢键作用能按照NNO…HF、NNO…HCl、NNO…HBr和ONN…HF、ONN…HCl、ONN…HBr的顺序递减;氢键形成过程中存在从电子给体到电子受体的电荷转移。复合物体系中的氢键作用介于共价键和离子键之间,并且以静电作用为主。     

新型抗流感病毒药物——三羟基甲氧基黄酮分子对接的研究

运用柔性分子对接程序Affinity,深入研究了5,7,4'-三羟基-8-甲氧基黄酮(MF)与N1、N9亚型神经氨酸酶之间的结合方式并阐明其作用机制.结果表明MF与N1亚型神经氨酸酶之间有一种作用模式,其结合能为-70.26 kcal·mol-1,而与N9亚型之间存两种竞争性的结合模式,最大结合能为-83.51 kcal·mol-1.进一步分析发现MF与这两种亚型神经氨酸酶相互作用的作用力类型、氢键作用及关键作用的氨基酸残基等有着明显的区别.现行药物奥斯米韦作用模式单一,MF则可以与各种亚型甚至变异的神经氨酸酶发生很好地相互作用.因此,MF是一种极具应用前景的新型抗流感病毒药物.结合前人的研究成果,本研究提出了以MF为底物的流感药物修饰方向.     

N-甲基-2-(5-甲基-噻吩)-吡咯并[3,4]C60(MTPC)衍生物的分子结构和几何构型的理论研究

用半经验AM1法研究N-甲基-2-(5-甲基,噻吩)-吡咯并[3,4]C_(60)(MTPC)衍生物的分子轨道,电荷分布,几何构型。计算结果显示,分子(C)具有较低的跃迁能。HOMO轨道主要分布在杂环上,LUMO轨道则主要分布在C_(60)上。电荷从富电子的噻吩环向缺电子体C_(60)种转移。预测(C)可能在基态下产生长寿命的电荷分离态。     

从分子结构出发探索 TPP 分子用于生物成像与光学治疗的潜能

5-(4-羧基苯基)-10, 15, 20-三苯基卟啉(TPP)是具有高度对称性和大 π 共轭结构的分子,属于 卟啉衍生物。卟啉是血红素、叶绿素等多种生物成分的关键前体,结构上的特殊性使其呈现出特征的光学特性。该文通过检测不同溶液条件下 TPP 的电子吸收和分子发射光谱的变化,探讨溶液极性、pH 等对其光学性能的影响,测量分子的质子化能力,并与理论计算值互相推演,探究可能出现这些现象的分子结构变化。最后,根据体外溶液和肿瘤细胞中光动力效果预测其在肿瘤的光动力治疗方面 的潜能。     

含氮化合物碱性的QSAR研究

应用Materials Studio4.2计算38个含氮化合物的结构参数,对其碱性做QSAR研究.使用遗传函数算法(genetic function approximation,GFA),从前线分子轨道能量、偶极矩、部分电荷、分子表面积、分子体积等30个反映分子微观特征和溶剂化效应的结构参数中,筛选出主要的结构参数,建立出含氮化合物碱性-结构参数定量关系方程.所建方程的关联系数r2=0.951,交叉相关系数CV-r2=0.930,并且应用方程估算测试样本的碱性,其预测值与实验值基本一致,表明建立的QSAR方程具有较好的拟合度和较强的预测能力.分析QSAR方程各参数对含氮化合碱性影响表明,分子的最高占据轨道能量(HOMO)、偶极矩、氮原子上的电荷以及表示溶剂化效应的参数,是影响碱性的主要结构因素.HOMO能量反映分子供电子能力,能量越高,越易供给电子,碱性越强.分子偶极矩越大、氮原子上的负电荷越多,都使碱性增强.方程中引入电介质能量,说明溶剂化效应对含氮化合物碱性有一定的影响;电介质能量越大,溶质一溶剂的相互作用可能降低溶质分子的稳定性,使含氮化合物的碱性增强.     

多环芳烃定量结构-生物降解性关系

通过Chem3D软件及杳阅文献得到17种典型多环芳烃的17种理化参数(1Xv、1X、2Xv、3Xv、S、Vc、Hf、logP、MR、G、Sw、Mw、μ、Ehomo、Elumo、Ec、E),以生物比降解速率常数的对数形式(1gKb)为观测虽,运用SPSS 13.0统计软件分析生物降解性与分子结构的关系,回归分析得两种QSBR模型:logKb=-0.3261X+0.054μ+0.228Elumo-0.094(线性模型);logKb=-0.053(1Xv)3-0.755(1Xv)2+2.8071Xv-3.909(非线性模型).从QSBR模型可见,多环芳烃生物降解主要受空间结构参数的影响,而疏水性常数、分子极性、电性参数等影响较小.     

膦酰基羧酸调聚物缓蚀性能的量子化学研究

研究中发现膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳钢的缓蚀作用良好,而丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸的共聚物(AA- AMPS共聚物)则几乎无缓蚀作用。量子化学方法计算表明POCA调聚物的前线HOMO分子轨道能量较AA-AMPS共聚物大,所以POCA更容易为铁的空d轨道提供电子;AA-AMPS共聚物中对HOMO轨道电荷密度贡献较大的主要是AMPS分子中酰胺基团的N和O原子,O原子的电子轨道布居数虽然较大,但贡献却比N原子小(10%左右),而N原子贡献虽然较大(75%左右),但电子轨道布居数小,因此很难在酰胺基团处与金属吸附。POCA分子中膦酰基基团的P原子和O原子对HOMO轨道电荷密度贡献分别达到70%和20%,且其轨道电子布居数较大,因此较容易通过膦酰基与金属配位吸附而缓蚀性能良好。POCA的缓蚀功能由引入链分子中的膦酰基基团获得,羧酸基团和磺酸基团基本无作用。     

压阻式微悬臂梁传感器检测生化毒剂的响应动力学研究

为了探索压阻式微悬臂梁传感器检测靶分子的信号响应规律,在利用压阻式微悬臂梁传感器生化毒剂大量实测数据的基础上,基于配体-受体动力学和吸附动力学创建了两种压阻式微悬臂梁传感器检测靶分子的动力学模型,利用创建的动力学模型对检测数据进行了分析.结果表明:创建的模型能很好地拟合抗体、适配子等不同敏感分子检测不同种类(大分子蛋白毒素、小分子化学毒剂)、不同浓度生化毒剂的实测数据,相关系数R值均在0.948 5以上(p<0.01).两种模型中,基于配体-受体特异结合动力学模型由于考虑了敏感膜与靶分子间的特异相互作用,对传感器实际检测数据的拟合效果更佳,相关系数R值均在0.957 1以上(p<0.01),能更好的反映压阻式微悬臂梁传感器检测靶分子的响应特点和规律;并且能求出更有意义的平衡响应电压(ΔUe)、响应时间(t0)等参数,根据曲线拟合方程求出的ΔUe、t0均与实测值非常接近.     

三元分子体系氨基酸+蛋白质变性剂+水的密度预测

以298．15K时α-氨基酸 水和蛋白质变性剂 水二元实验数据为基础,利用改进的逆传播算法训练神经网络,构造混合物组成与密度关系的模型,用于对α-氨基酸(甘氨酸、DL—α-丙氨酸、DL—α-氨基正丁酸、DL-α-缬氨酸和DL-α-亮氨酸)-蛋白质变性剂(乙酸钠,丁酸钠,己酸钠和辛酸钠)-水三元混合物体系的密度进行预测,所得预测结果与实验值进行了对比。结果表明,神经网络作为三元混合物体系密度的预测是令人满意的。     

十二烷基磺酸钠溶剂效应的理论研究

在气相、苯、乙醇和水中,用自洽反应场(self consistent reaction field)模型,在Hartree-Fock(HF)/lanl2dz的水平上对十二烷基磺酸钠的初始构象进行全几何优化、频率计算和NBO分析,研究十二烷基磺酸钠的几何结构、电荷分布和能量性质,并对结果进行比较。结果表明,十二烷基磺酸钠的负电荷主要集中在氧原子上,随着溶剂极性的增加,负电荷由在气相中的相差0.121 84到水中的0.012 14,分布趋于分散;LUMO轨道主要集中在非烷基端,且溶剂极性越大,电子云分布越分散,表面活性越强;偶极矩由气相中的7.346 50 Debye增大到水中的11.157 40 Debye;LUMO的能量由气相中的0.000 47a.u.增加到水中的0.053 67a.u.,使十二烷基磺酸钠跃迁时降低的能量增多,水中的构象更稳定。     

姜黄素衍生物对乙醛脱氢酶1的活性抑制及构象关系研究

该研究测试了姜黄素及姜黄素衍生物对乙醛脱氢酶1(ALDH1)的体外抑制活性。结果表明大部分化合物对ALDH1具有较好的抑制作用,其中化合物A2对乙醛脱氢酶1的抑制作用最强,IC_(50)为8.2μmol/L,与对照物二硫仑(IC_(50)2.91μmol/L)的抑制活性在同一数量级,且比姜黄素(36.9μmol/L)的活性高4.5倍。通过Surflex-dock对姜黄素衍生物与ALDH1的分子对接相互作用研究,发现母体为戊二烯酮结构的化合物,当增加两端苯环的氢键受体和吸电子取代基,以及增加戊二烯酮母体结构的氢键供体及疏水性时,抑制活性增强。姜黄素及其衍生物可成为ALDH1的新型抑制剂。