低温干燥过程中LEA-motif对热敏性药物胰岛素的活性保护研究

用LEA蛋白特征重复片段作为干燥活性保护剂,研究其对热敏性胰岛素的干燥保护效果和作用机理。结果表明,LEA-motif保护的胰岛素的三维活性结构保持良好,并且氨基酸残基振动明显减弱,LEA-motif保护的胰岛素六聚体冻干后的效价稳定,说明LEA蛋白特征重复片段对热敏性蛋白药物有良好的干燥活性保护效果。     

尿素(520)晶面可控结晶的分子动力学模拟

由于尿素结晶呈白色针状,晶貌单一,且传统结晶工艺不可控,严重影响药物的一致性评价结果。采用分子动力学模拟方法,从分子水平上研究不同种类的添加剂对尿素晶体生长的调控作用,揭示添加剂对药物晶体生长的调控机制。结果表明:(1)六种添加剂(海藻糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇、赖氨酸、精氨酸)在101.325kPa、290 K下相较于无添加剂时都能不同程度地抑制(520)晶面的生长;(2)添加剂对尿素晶面(520)的吸附能越负,其抑制晶面生长效果越好,其中海藻糖抑制(520)晶面生长效果最好;(3)添加剂分子携带基团的种类与数目决定与晶层的相互作用的强弱,特别是海藻糖、蔗糖双糖类分子含有8个羟基,与晶层上的尿素分子氢键相互作用强,与溶液层中的溶质形成竞争性吸附,能更好抑制(520)晶面生长。     

真空条件下辅酶Q_(10)的β-环糊精包合物的动力学模拟

首先通过分子力学法,确定辅酶Q10(CoQ10)的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ10-7-β-CDs)的最稳定优势构型.并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ10包合前后结构的变化对性质的影响.结果表明CoQ10分子可以通过范德华力、库仑作用和氢键一起作用于β-CD分子形成1:7的稳定的D型包合结构.包合后,CoQ10分子的C=O双键和醌环上的C=C双键增长,侧链上的C=C双键缩短,其活性部位的抗氧化能力增大,而分子骨架的稳定性增强.     

真空条件下扑热息痛的α-环糊精包合物的分子动力学模拟

真空状态下,扑热息痛药物分子(客体)和α-环糊精(主体)形成的包合物,在一定时间内动态微观结构分子动力学模拟的研究结果表明:扑热息痛分子可以通过两端亲水,中间疏水的三重作用,与α-环糊精形成稳定包合形式,由于空穴狭小,致扑热息痛分子的运动大受限制;计算结果表明:扑热息痛和α-环糊精包合后势能明显下降,原因为两者之间的范德华相互作用和氢键作用。本文还给出了主客体包合物的时间平均构象。最后,分子动力学模拟结果,通过UV光谱和理论UV光谱实验的对比得到了验证。     

温度变化对钾离子跨膜通道蛋白传输能力的影响

为了研究温度变化对生物膜跨膜传输能力的影响,本文以钾离子跨膜通道蛋白为研究对象,利用Gromacs分子生物学模拟软件包和Gromos96(53a6)分子力场,通过分子动力模拟技术和伞状采样方法详细研究了300K和275K两个温度条件下钾离子跨膜通道蛋白对单个钾离子的传输机理和Potentials of Means Force自由能在整个传输过程中的变化曲线。分析伞状采样的计算结果表明,温度的下降对钾离子跨膜通道蛋白的传输能力具有较大影响,300K时,钾离子在跨膜通道蛋白中的传输过程是热力学自发过程;然而,当温度下降到275K后,跨膜通道蛋白前沿空腔对钾离子的捕捉能力明显下降,选择性位点的能垒和传输通道的自由能普遍上升,导致跨膜通道蛋白出口的自由能高于其入口的自由能,最终使钾离子跨膜通道蛋白对钾离子传输方向发生逆转。同时该结果还可以对冷害发生的机理和防治给予重要的启示:说明温度下降后,果蔬体内物质传输能力的下降和停滞是造成冷害发生的一个主要原因。     

血液透析过程中用瓜环去除尿素的可行性研究

瓜环因其特殊的空腔结构特征,可以包合其它的小分子,在主客体化学以及药物缓释等方面具有潜在的价值。本文旨在探索瓜环这种结构性质应用在血液透析过程中的可行性。首先利用分子力学方法初步判断和筛选出0 K下稳定的尿素-瓜环包合物;然后,进一步用分子动力学模拟研究这些包合物在常温(300 K)下的包合稳定性:最后,对常温下稳定的尿素-瓜环包合物再用Gaussian量子化学计算研究它们在常温下的动态结构稳定性和热力学稳定性。瓜环[5]与尿素分子具有较大的空间位阻,能形成较多的氢键,但是形成的包合物不够稳定;相反,瓜环[6]与尿素分子具有较小的空间位阻,形成的氢键较少,但是能自发形成的较为稳定包合物。可见对于尿毒症患者血液中过量尿素的清除,瓜环[6]可能是最好的吸附剂。可见,用瓜环[5]和瓜环[6]共同作用来清除尿毒症患者血液中过量的尿素是可行的。     

食品环境中单核细胞增生李斯特菌菌膜形成、转移及防控措施研究进展

单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）是主要的食源性致病菌之一。单核细胞增生李斯特菌菌膜在食品环境中的形成与转移对食品的污染是目前广泛关注的难题。针对于单核细胞增生李斯特菌菌膜预防与控制措施的研究能够避免食品环境受到污染,从而保证食品的安全。本文整理了食品环境中检出的单核细胞增生李斯特菌菌膜形成能力,并且综述了单核细胞增生李斯特菌菌膜形成及转移因素的研究进展,最后从单核细胞增生李斯特菌菌膜的预防与控制两个方面进行较为全面的概述。加入更多菌株并且模拟更多实际情况进行单核细胞增生李斯特菌菌膜研究能够更好地了解菌膜的形成与转移情况,并为更便捷地清除菌膜提供理论依据。今后应研究更多实际情况下具有代表性的单核细胞增生李斯特菌菌株,从而更好地了解菌膜形成与转移,其次探究单核细胞增生李斯特菌菌膜形成机理及相关因素对菌膜的影响机制,为实施高效的菌膜防控措施提供依据。     

冷冻干燥过程中重要参数塌陷温度的研究

用冻干显微镜和差示扫描量热仪测定了氯化钠盐溶液、蔗糖水溶液、海藻糖水溶液和甘露醇水溶液的塌陷温度和玻璃化转变温度,研究两者之间的关系。实验表明,塌陷温度一般都比相应的玻璃化转变温度高5℃左右;质量浓度越大,降温速率越小,则塌陷温度越大;不同物质,分子量越大,则塌陷温度越大。塌陷温度是在真正的冷冻干燥过程中测得的,更能真实反映产品的特性,较玻璃化转变温度和共晶熔融温度对冷冻干燥更具指导意义。所以,以塌陷温度作为临界温度,可以提高升华干燥速率,缩短冻干时间。     

甘油-水二元低温保护液玻璃化转变温度的理论预测

玻璃化是牛物器官低温保存的最有效方式,玻璃化转变温度(Tg)是表征和研究低温保护液玻璃化过程的重要参数.目前,测定玻璃化转变温度最常用方法是差示扫描量热法(DSC)和动态热机械分析法(DMA).本文初次尝试利用等温等压下的分子动力学模拟预测甘油水溶液(60%,wt/%)的玻璃化转变温度.在90 K～273 K范围内,逐个温度点模拟计算体系的恒压热容(Cp)、密度(P)、无定形晶胞体积(Vcell)、特征原子的径向分布函数和氧键的形成几率等状态参数.通过这些参数随温度的变化规律和拐点,确定甘油水溶液的Tg值.分子模拟计算结果表明:模拟计算的Tg值(160.06 K～167.51 K)与DSC实验测定结果(163.60 K～167.10 K)几乎一样.可见,分子动力学模拟(MD)可以预测甘油-水二元低温保护液的玻璃化转变温度,这种方法也可推广到其他的多元低温保护液.     

维生素C和羟基酪醇抗氧化性的理论研究

运用量子化学计算,模拟了维生素C和羟基酪醇在真空、非极性溶剂(四氯化碳)和极性溶剂(水)3种环境下发生氧化反应的机理,探究了其在3种环境下的抗氧化活性。通过分析维生素C和羟基酪醇的自由基解离焓、质子解离焓、绝热电离电位、最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO),我们得到维生素C的抗氧化性稍强于羟基酪醇。表现为不论在真空、极性溶剂,还是在非极性溶剂中,质子解离焓均远大于自由基解离焓,这说明二者抗氧化性的机理均为自由基反应,而且都是两个羟基同时均裂的协同反应。在不同的溶剂环境中,二者的自由基解离焓均相差不大,这表明溶剂环境的极性对于其抗氧化能的影响不大,证明维生素C和羟基酪醇是一类以自由基均裂反应为主的优良抗氧化剂。