多巴胺D2受体抑制剂定量构效关系的研究

利用HyperChem软件包中的AM1半经验量子化学算法,将58个多巴胺D2受体抑制剂,作几何结构优化和计算,选取一些可能会影响及pIC_(50)值的26个理化和电子结构参数,作为描述分子的变量研究QSAR,利用偏最小二乘(PLS),穷举回归(QLS)及人工神经网络法(CGANN),以建立物理化学和电子结构等参数与其抑制活性之间的QSAR模型。结果表明:当化合物R_3位的疏水参数较大,R_5位疏水参数较小时抑制多巴胺D_2受体的能力较大,苯环上有硝基取代时不利于增加抑制活性。当该类化合物偶极矩较小,分子表面积较小、电子能较小,则有利于提高化合物的抑制活性。     

二烷氧基喹唑啉类PDGFR抑制剂的定量构效关系及分子设计

用量子化学密度泛函、分子力学及统计方法,对二烷氧基喹唑啉衍生物进行定量构效关系(QSAR)研究.由计算所得的化合物分子的几何结构、电子结构参数和分子性质为广义描述符(变量),通过逐步回归分析,筛选出主要因素,建立QSAR方程.结果表明化合物的偶极距(μ),A环C1和C3原子的净电荷(QC1和QC3)以及取代基R7的立体参数(MR7)是影响化合物抑制活性的主要因素.方程的拟合相关系数(r2)和交叉验证系数(q2)分别为0.874和0.8093,表明方程具有良好的预测能力,可用于预测未知化合物的活性.基于此QSAR方程,设计了4个具有较高抑制活性的新的化合物并有待实验的验证.     

HEPT类化合物抗艾滋病活性的定量构效关系研究

利用半经验量子化学PM3方法计算了106个HEPT类化合物的优势构象以及物理化学和电子结构等参数,讨论了该类化合物的这些参数对HIV-1逆转录酶抑制剂活性的影响,利用穷举回归、偏最小二乘和混沌遗传算法训练的人工神经网络方法建立了物理化学、电子结构等参数和其抑制HIV-1逆转录酶活性之间的定量结构活性关系模型。结果表明:(1)较大的logP、较高的最低空轨道能、较小的分子量均有利于提高该类化合物的抗HIV-1活性;(2)当该类化合物有适当大小的 R1取代基、C-6位苯环的间位被疏水性集团取代时该类化合物有较高的抗HIV-1生物活性。     

P450酶特性研究与新型杂合酶的构建

细胞色素P450酶是一类在自然界中广泛存在的含有亚铁血红素的酶系,能够催化以小分子有机物单加氧反应为主的多种生物化学反应,在药物生产和人类健康等领域发挥着重要的作用。细胞色素P450酶催化过程的核心是辅基血红素HEME中铁离子与氧气分子的反应,涉及2个电子转移的步骤。经由氧化还原辅酶的电子传递成为P450酶催化循环的前提,该酶也因和氧化还原辅酶耦合方式的不同而分为3类。作为1个电子自给自足的多域细胞色素P450,P450BM3能够将NAD(P)H产生的电子100%用于产物生成,其高效的催化性能为研究P450酶结构功能关系和电子传递机制提供了优良模板。仿照P450BM3构建P450杂合酶是近年来细胞色素P450酶研究领域的热点之一。本文总结了细胞色素P450酶的催化过程和分类,以及P450BM3酶的界面、连接肽、电子传递和活性位点的相关研究成果,并简要介绍了细胞色素P450杂合酶的人工构建。我们依据蛋白质系统优化的方法,将理性设计与实验验证相结合,从事构建和改善细胞色素P450sca-2杂合酶,以期通过酶法转变调血脂药物普伐他汀生产过程中转化效率低且成本高的现状,具有重要的应用价值。     

迷幻性苯烷基胺类化合物的QSAR研究

采用量子化学密度泛函B3LYP法,用6-311+G(d,P)基组,计算38个苯烷基胺类化合物的电子结构参数;利用多元线性回归(multiple linear regression,MLB)法,筛选出影响化合物迷幻活性显著的6个变量,并建立其结构参数与迷幻活性之间的定量关系(MLR模型);同时,利用人工神经网络(artificial neural network,ANN)法建立相应的QSAR模型(ANN模型)以资对比.所建MLB模型的相关系数R=0.9340,标准误差Se=0.2068;ANN模型的相关系数R=0.9992,标准误差Se=O.0036.结果表明人工神经网络法获得了比多元线性回归方法更精密的拟合效果,可望在QSAR研究中发挥重要作用.     

苯甲酸衍生物对酪氨酸酶活力抑制的定量构效关系

利用Gaussian 03W程序,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-3 1G**方法全优化计算,计算25种苯甲酸衍生物的量子化学参数.通过相关性分析,从8种量化参数中选4种影响化合物活性的独立参数,然后利用多元线性逐步回归法,研究4种参数对酪氨酸酶抑制活性(log1/IC50))的关系,建立QSAR方程,结果表明,该类化合物的分子以最高占据轨道能(EHOMO),分子中的最大负电荷(Q-max)以及疏水性参数(ClogP)对抑制剂活性(log(1/IC50))影响最大,其结果为进一步研究酪氨酸酶抑制剂的设计提供参考.     

3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物除草活性与结构关系的研究

应用半经验量子化学AM1法获得18种3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物的优势构象,再用AM1法和分子图形学技术获得其电子结构参数和几何结构参数,然后采用多元线性回归分析(MLR)和人工神经网络误差反传算法(BP)将这些参数和化合物对油菜的抑制活性相关联.MLR和BP建模的复相关系数(R2)、去一法(LOO)交互检验复相关系数(R2cv)分别为0.840,0.743和0.889,0.733,表明所建市的QSAR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明,苯环上应尽量避免大体积取代基的引入,在2号位引入的取代基可稍大些;在苯环2、4、6位引入供电子基团、3位引入吸电子基团可提高化合物的除草活性,所建模型可为哒嗪类除草剂的设计合成提供理论指导.     

黄酮类化合物PIM-1激酶抑制活性的构效关系研究

为建立黄酮类化合物的PIM-1激酶抑制活性与其物化性质间的QSAR模型,本研究采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G**基组上全优化计算17个作为PIM-1激酶抑制剂的黄酮类化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些量子化参数作为理论描述符,逐步回归得到预测黄酮类化...     

HIV蛋白酶抑制剂吡喃酮类化合物的QSAR研究

用MNDO量化方法计算了16个吡喃酮类化合物的电子结构参数和疏水参数，探讨了药物物理化学参数与电子结构参数对抑制IV蛋白酶的影响，得到一个线形关系显著的方程。结果表明，药物的疏水参数和分子中3个氧原子的净电荷之和是影响药物活性的主要因素。所得结果符合实验事实。     

二磺酰胺类内皮素受体拮抗剂的构效关系研究

应用量子化学方法计算了34个二磺酰胺类化合物的结构参数,并用BP神经网络对34个二磺酰胺类化合物的结构参数与ETs受体拮抗活性进行了定量构效关系分析,获得了一个预测能力较好的QSAR神经网络模型。研究表明：二磺酰胺类化合物与ETs受体之间存在直接的电荷迁移作用,电子结构、疏水性是影响其活性的主要因素。本文建立的二磺酰胺类化合物分子结构与ETs受体拮抗活性之间的定量构效关系,为设计合成新的此类内皮素受体拮抗剂提供了参考。     

Prediction of three-dimensional structures and structural flexibilities of wild-type and mutant cytochrome P450 1A2 using molecular dynamics simulations

In this study, we investigated the effect of genetic polymorphism on the three-dimensional (3D) conformation of cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) using molecular dynamics (MD) simulations. CYP1A2, a major drug-metabolizing enzyme among cytochrome P450 enzymes (CYPs), is known to have many variant alleles. The genetic polymorphism of CYP1A2 may cause individual differences in the pharmacokinetics of medicines. By performing 100 ns or longer MD simulations, we investigated the influence of amino acid mutation on the 3D structures and the dynamic properties of proteins. The results show that the static structures were changed by the mutations of amino acid residues, not only near the mutated residues but also in distant portions of the proteins. Moreover, the mutation of only one amino acid was shown to change the structural flexibility of proteins, which may influence the substrate recognition and enzymatic activity. Our results clearly suggest that it is necessary to investigate the dynamic property as well as the static 3D structure for understanding the change of the enzymatic activity of mutant CYP1A2.     

TIBO类衍生物抗HIV-1活性与电子结构关系的研究

应用分子力学MM＋方法，半经验量子化学MNDO计算了19个TIBO HIV－1逆转录酶抑制剂的优势构象和电子结构，得到了其抗HIV－1活性与电子结构的定量构效关系。结果表明：（1）TIBO类衍生物的体积越大、极性越小，即疏水性越大对抑制HIV－1活性越有利；（2）化合物中存在较大的正电区域，当C2原子连接吸电性基团时对药物的活性有利。     

新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的抗炎构效关系和分子对接研究

目的:建立新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的定量构效关系,设计新型COX-2抑制剂.方法:采用PM3半经验量子化学法全优化18种二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂的结构,从数据中搜寻或计算它们的226种参数,利用逐步回归法,建立经典结构-活性关系(2D-QSAR);用Autodock对接软件研究二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物与环氧合酶(COX-2)的对接,分析该类化合物与环氧合酶在复合物的立体结构以及分子对接自由能与抑制活性的关系.结果:建立合理二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物COX-2抑制剂定量构效关系,表明活性二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂具有类似塞来昔布等三环类环氧合酶-2抑制剂的立体结构,并且对接自由能与抑制剂活性有较好的相关性.结论:所得的模型可以解释已有的构效关系,而且预测同类化合物能力较好,可指导设计新抑制剂.