环糊精对苯海索对映体手性识别的分子模拟研究

本文利用α-、β-和γ-CD 3种环糊精及它们的高磺化衍生物为受体,苯海索(BH)分子的2个对映体为配体进行手性识别的计算机模拟研究,结果发现:它们之间的结合力以范德华力为主,不同环糊精分子与BH对映体分子之间结合力大小为:β-CD>γ-CD>α-CD。为了提高它们之间的手性识别能力,对苯海索分子进行结构修饰,在其羟基上连接不同的基团,用β-CD分子为受体,当加入硫酰基时手性识别能力的预测结果比未加入前增强4.34倍。同时在生理条件下对含有硫酰基的BH对映体分子与β-CD分子形成的包合物进行分子动力学模拟研究,结果发现它们之间形成的包合物稳定。结论:在苯海索对映体分子中的羟基上连接硫酰基后,β-CD分子与含有硫酰基的BH对映体分了之间的结合力与手性识别能力显著增强。     

不同模拟方法研究β-环糊精识别对映体分子

手性对映体分子的物理化学性质基本相同,其旋光性差异直接影响生物体内生理和药理的活性.本文以Builder和Discover-3模块为基础,在InsightⅡ平台上模建并优化,采用Dock刚性、柔性对接及GOLD柔性对接的方法,模拟了β-环糊精识别手性对映体的能力.通过利用DMS程序计算环糊精分子溶剂的可接触表面,用SPHGEN程序计算,产生球集,形成环糊精分子活性位点的负像;在环糊精分子上打格点,计算格点能;采用格点的打分函数打分,分子对接,保存分数最高的对接结果等步骤;表明手性识别的预测率从高到低依次是GOLD对接,Dock柔性对接,Dock刚性对接.由于刚性对接过程对映体分子保持刚性,导致手性识别效果最差,故分子柔性的作用不可忽视;GOLD对接在模拟环糊精对对映体手性识别方面要优于Dock对接模拟.因此,用GOLD对接建立了β-环糊精对对映体的手性识别模型,结合能越大,相互作用越强,形成的包合物越稳定.分析模型的结合能组分,以分子识别过程中的氢键作用为模型,则其手性识别预测结果正确率为45.5%:如以分子间氢键作用和范德华作用为预测模型,则其预测正确率为81.8%.表明手性识别的驱动力不仅有氢键的作用,也存在范德华力的作用.     

2-苯乙醇-α-环糊精包合物的分子模拟研究

用分子动力学的方法模拟了2-苯乙醇的α-环糊精包合物在真空中的动态结构和运动轨迹.通过对分子模拟结果的分析,揭示了2-苯乙醇的两种α-环糊精包合物的相对稳定性,并根据PM3量化计算的包合稳定能、包合作用的结果得出了2-苯乙醇的α-环糊精包合物的最稳定结构为A型,即2-苯乙醇的羟乙基在α-环糊精窄口处.最后利用紫外光谱的变化规律给予了实验验证.分子模拟的统计分析结果表明,苯乙醇与α-环糊精形成的A构型包合物不仅物理稳定性最好,而且化学稳定性也最佳.     

环糊精与咖啡豆α-半乳糖苷酶的分子对接研究

通过分子对接方法研究3种主要的环糊精(α-环糊精、β-环糊精及γ-环糊精)与咖啡豆α-半乳糖苷酶的相互作用模型与分子机理。结果表明,咖啡豆α-半乳糖苷酶活性口袋中的关键氨基酸残基为:Trp31、Trp179、Asp200,环糊精中的关键基团为:次甲基上的羟基、亚甲基上的羟基。环糊精覆盖在咖啡豆α-半乳糖苷酶亲水活性空腔的表面,从而抑制其活性,β-环糊精的抑制作用较为明显。分子对接结果为酶法合成α-半乳糖基-环糊精的相互作用研究提供了理论依据。     

流感病毒A型核酸内切酶与羟基嘧啶酮衍生物识别的分子动力学模拟

流感病毒A型核酸内切酶(Influenza A Endonuclease,IAE)是目前抗流感新药物研发的重要靶标。本文对IAE单体及其与羟基嘧啶酮衍生物(Hydroxy pyrimidine-ketone derivatives,HPD)抑制剂的复合物分别进行了2.1 ns的分子动力学模拟。从能量角度详细分析了IAE与HPD识别的关键残基,并对IAE-HPD复合物和IAE单体进行了成簇和自由能曲面计算,得到了HPD结合导致IAE的构象变化,主要是H41~Y48段α螺旋的去螺旋化以及H41等氨基酸残基的空间结构变化。优化后的结合模式表明,HPD与IAE识别主要是依靠一个双金属螯合的作用力以及周围残基的范德华相互作用力。模拟结果对于更深入理解IAE的结构特点以及与HPD的分子识别机制具有指导意义,为后续基于结构的抗流感病毒药物设计具有参考作用。     

基于巯基-β-环糊精手性识别多巴对映体研究

利用氨基化离子液体修饰的氧化石墨烯(IL-r GO)、电沉积纳米金(dp Au)和巯基-β-环糊精(β-CDSH)构建手性传感界面,并采用差分脉冲伏安法(DPV)研究该传感界面对多巴对映体的手性识别。其中,氨基化离子液体修饰的氧化石墨烯和电沉积纳米金能有效促进电子的传递,催化多巴的氧化还原反应;而巯基-β-环糊精作手性选择剂,识别多巴对映异构体。实验发现,D-多巴在传感界面的电流响应信号明显大于L-多巴,且峰电流差值达到88μA,说明研制的传感体系与D-多巴的作用更强。在1.0×10-5mol/L至5.0×10-3mol/L浓度范围内,D-多巴和L-多巴的峰电流与其浓度呈线性响应,检出限分别为2.1×10-6 mol/L和3.3×10-6mol/L(S/N=3)。该传感器制备简单、响应快速、检测灵敏,可用于手性化合物的识别研究。     

分子对接法预测丹皮酚及其2个异构体与β-环糊精复合物结构（英文）

β-环糊精对丹皮酚和其异构体具有明显的分子识别能力,其复合物的构象也可以极大提高其溶解能力。为了调查3个异构体和β-环糊精之间的结合模式以及相互作用,进行了分子对接和分子动力学模拟计算。采用拉马克遗传算法进行复合物可能的构象搜索,采用分子动力学评估了对接结果。对接结果分析表明3个异构体的羟基和甲氧基等的相对位置对其结合模式起到关键作用。丹皮酚(Pae)和香草乙酮(Ace)只有1个稳定的结合方式,计算结果和1H-NMR预测的一致。而2-羟基-5-甲氧基苯乙酮(Hma)和β-环糊精的可能的作用方式都不稳定。主客体之间主要的作用力为分子间氢键和疏水相互作用。分子对接法和分子动力学结合是预测β-环糊精和其配体复合物结构的1种简单方便的方法。     

硫普罗宁药物的葫芦脲包合物稳定性研究

近年来,随着超分子化学的迅猛发展,环糊精、葫芦脲等物质在药学方面的应用日趋受到关注。色谱技术的发展,也使得药物分子的分离纯化技术有了很大提升。本文利用分子动力学模拟和Gaussian量子化学计算,分析硫普罗宁对映体的葫芦脲[n](n=7,8)包合物在常温下的动态结构稳定性和热力学稳定性,以期研究葫芦脲在亲和色谱分离时作为固定相的可能性。在真空条件下,通过分析包合物在常温时的动态结构、包合物的氢键作用和热力学分析结果可知,葫芦脲[月](n=7,8)可以包合硫普罗宁对映体,2个硫普罗宁对映体-葫芦脲[7]包合物的稳定性高于2个硫普罗宁对映体-葫芦脲[8]包合物。因此,葫芦脲[7]可以用于亲和富集2个硫普罗宁对映体,但不能有效地拆分硫普罗宁对映体;而葫芦脲[8]对2个硫普罗宁对映体包合作用尽管稍小,但差异性非常明显,故葫芦脲[8]有望作为1个有效的亲和色谱手性剂使用,用于拆分硫普罗宁对映体。     

环糊精-卟啉与二苯乙烯衍生物包结作用的分子动力学模拟研究

为了考察环糊精-卟啉与二苯乙烯所形成包结物的稳定性对环糊精-卟啉催化二苯乙烯环氧化选择性的影响,本文采用分子动力学方法研究了环糊精-卟啉与一系列二苯乙烯衍牛物所形成的包结物,并从主客体之间的相互作用能、相对距离的变化及包结结构3个方面考察了包结物的稳定性.计算结果表明,不同的二苯乙烯衍生物与环糊精-卟啉所形成包结物的稳定性不同,二苯乙烯两端的取代基与卟啉两端环糊精空腔的几何尺寸越匹配,环糊精-卟啉与二苯乙烯衍生物所形成包结物的结合稳定性越强,越有利于环糊精-卟啉对二苯乙烯进行选择性催化环氧化.     

依达拉奉-β-环糊精包合物的分子模拟研究

环糊精主客体包合物在药剂学方面具有众多的应用,药物分子形成环糊精包合物后具有缓释、控释、提高疗效和降低毒副作用等功能。为了消除普通依达拉奉药物的不良反应,本文用分子动力学模拟和量子化学计算2种方法模拟了依达拉奉的β-环糊精包合物的动态稳定性,并分析了该包合物的相对稳定结构。通过对分子模拟结果的分析,揭示了依达拉奉的2种β-环糊精包合物的相对稳定性,得出了依达拉奉的β-环糊精包合物的最稳定结构为:依达拉奉分子的杂环位于β-环糊精的窄口处。根据量子化学计算对单体和包合物的化学热力学分析,进一步得出了包合物的稳定能和优势稳定结构,并对分子动力学模拟的结果进行了验证。     

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。     

β-环糊精对去甲羟安定异构体手性识别作用的计算机模拟研究

首先考察去甲羟安定插入β-环糊精的方式.然后采用Dock和Gold分子对接软件计算机模拟β-环糊精识别去甲羟安定异构体分子,并分析比较两种对接方法的结果.结果:从插入过程的能量分析,去甲羟安定插入环糊精的方式是从大口方向插入;Gold模拟结果与Connors和Lichtenthaler的观点一致,也和去甲羟安定手性拆分的实验结果柑当,而Dock刚性对接在解释分子间手性识别缺乏合理性,因此借助Gold模型来解释环糊精对去甲羟安定异构体分子的识别作用,并通过能量分析,发现Oxazepam手性识别的主要驱动力为氢键作用.     

自由能微扰法计算酶和抑制剂的相对结合自由能

用自由能微扰方法（FEP）计算了2种hydroxamate类的抑制剂和MMP－2的相对结合自由能，自由能计算采用了慢增长（Slow Growth)和固定窗口增长（Fixed Width Window Growth) 2种方法，并且在每次计算中都采用了双向采样（double-wide sampling)的策略，2种方法计算得到的相对结合自由能都能和实验值得很好地符合。     

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。     

β-环糊精对α-环己基扁桃酸异构体手性识别作用的计算机模拟研究

运用量子力学PM3方法模拟α-环己基扁桃酸((R/S)-CHMA)与β-环糊精(β-CD)的主客体相互作用,探讨(R/S)-CHMA在β-CD上的手性识别机理。模拟结果能够准确预测色谱出峰顺序从而能从原子层次上对手性识别机制给予理论解释。PM3方法的计算结果表明:(S)-CHMA与β-CD形成的结合物比(R)-CHMA与β-CD形成的结合物稳定。从模拟包结物的构型可以看出(R/S)-CHMA与β-CD结合方式完全不同:(R)-CHMA是将苯环插入β-CD空腔形成包结物,而(S)-CHMA是将环己基插入β-CD空腔形成包结物。此外,(S)-CHMA除了自身的分子内氢键外,与β-CD分子之间还存在分子间氢键作用;而(R)-CHMA与β-CD之间没有分子间氢键作用。从而说明疏水作用以及弱的分子间氢键作用是造成手性识别的主要驱动力。     

芹菜素和山萘酚对细胞色素CYP1A2抑制机理研究

目的:我们先前的体外肝微粒体抑制活性实验,已证实芹菜素和山萘酚对细胞色素CYP 1A2有较强的抑制作用。然而,其抑制机理仍然未知。分子模拟方法能更好了解这2个天然产物对1A2的抑制机理。方法:采用分子对接、分子动力学模拟及结合自由能计算的方法,研究它们对1A2的抑制作用。结果:芹菜素和山萘酚对1A2的预测结合自由能分别是-18.01和-16.40 kcal/mol,这与实验抑制活性结果一致。在1A2结合口袋中,残基呈平面性排列,与平面芹菜素和山萘酚存在紧密的范德华和疏水相互作用,因而小分子有较强的抑制作用。此外,活性位点残基也与小分子发生氢键和盐桥等相互作用,使小分子在结合口袋中的位置得到固定。     

The study of chiral recognition between β-cyclodextrin and α-cyclohexyl-mandelic acid stereisomers by computer simulation

运用量子力学PM3方法模拟α-环己基扁桃酸((R/S)-CHMA)与β-环糊精(β-CD)的主客体相互作用,探讨(R/S)-CHMA在β-CD上的手性识别机理.模拟结果能够准确预测色谱出峰顺序从而能从原子层次上对手性识别机制给予理论解释.PM3方法的计算结果表明:(S)-CHMA与β-CD形成的结合物比(R)-CHMA与β-CD形成的结合物稳定.从模拟包结物的构型可以看出(R/S)-CHMA与β-CD结合方式完全不同:(R)-CHMA是将苯环插入β-CD空腔形成包结物,而(S)-CHMA是将环己基插入β-CD空腔形成包结物.此外,(S)-CHMA除了自身的分子内氢键外,与β-CD分子之间还存在分子间氢键作用;而(R)-CHMA与β-CD之间没有分子间氢键作用.从而说明疏水作用以及弱的分子间氢键作用是造成手性识别的主要驱动力.     

以词汇知识驱动的词网自动对映

机读字典蕴藏着非常丰富的词汇语意知识,这些知识可由自动化方式粹取出来,有效地利用在各种自然语言处理相关研究上。本研究提出一套方法,以英文版的WordNet 作为基本骨架,结合比对属类词与比对定义内容两种技巧,将WordNet同义词集对映到朗文当代英汉双语词典之词条。并藉由这个对映将WordNet同义词集冠上中文翻译词汇。在实验部分,我们依岐义程度将词汇分为单一语意与语意岐义两部分进行。在单一语意部分的实验结果,以100%的涵盖率计算,可获得97.7%的精准率。而在语意岐义部分,我们得到85.4%精准率,以及63.4%涵盖率的实验结果。     

基于归—化编辑距离的自由文本击键特征分类识别方法

针对基于相对距离的自由文本击键特征分类识别方法(R方法),提出了一种基于归一化编辑距离的自由文本击键特征分类识别方法.通过数据收集、预处理、距离计算、归一化处理、分类判定等过程,实现了对中文自由文本击键特征样本进行准确分类识别的方法.实验证明,本方法比R方法的分类正确率更高,识别准确度更好.     

环糊精葡葡萄糖基转移酶热稳定性的研究

环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase;EC 2.4.1.19)是一种重要的环糊精生产工业用酶,该转移酶能进行环化、偶合、歧化、水解4种反应.环糊精广泛的用于食品、医药、化妆品、农业和化学工业等生产领域,为了提高环糊精的产量,需要CGTase具有更高的热稳定性.合理的设计耐热蛋白已经成为研究热点.在本文中,首次使用分子动力学模拟研究CGTase热稳定性,以补充实验上不易获得的原子能级和时间相关的信息.使用同源建模方法构建环糊精葡糖基转移酶及其突变体的三维结构,研究氨基酸的突变对CGTase酶耐热性的影响,用CHARMM能量计算CGTase及其突变体的能量与酶蛋白热稳定性之间的关系.证明:氨基酸残基经过突变,突变型比野生型含带电残基更多.相应的,在蛋白天然结构中突变型CGTase中,盐桥数量增加了10%.这些电荷之间、非极性残基之间的非共价键作用力的增强,提高了突变体的刚性,降低了突变体蛋白质分子的总能量,最后增加突变体蛋白质的耐热性.