蜜蜂与桃蚜烟碱乙酰胆碱受体同源模建与对接

为了探究使用吡虫啉对蜜蜂造成伤害的成因,以＂静水椎实螺＂的烟碱乙酰结合蛋白与吡虫啉的共晶化合物作为模板,使用分子模拟技术得到蜜蜂和桃蚜烟碱乙酰胆碱受体.通过拉氏图和分子动力学模拟等实验方法验证了受体的可靠性和合理性.将新烟碱类化合物吡虫啉分别与模建受体对接,所得到的结合自由能和对接位点与生物学实验数据和位点突变结果相吻合.吡虫啉分别与蜜蜂、桃蚜烟碱乙酰胆碱受体分子对接结果显示,吡虫啉与蜜蜂、桃蚜烟碱乙酰胆碱受体对接的结合自由能最高值分别为-9.592 4千卡/摩尔和-7.124 1千卡/摩尔,说明该药物对蜜蜂、桃蚜具有同等效力的毒性.吡虫啉的硝基部分在对接中起到了关键作用,在蜜蜂受体中其与阿尔法亚基发生相互作用,而在桃蚜受体中主要与贝塔亚基结合.证明了吡虫啉的使用确实危害到了蜜蜂群体的生存.     

抑制剂PMI与MDM2结合模式的分子动力学研究

p53-MDM2相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标.采用分子动力学模拟和MM-PBSA方法计算了肽类抑制剂PMI与MDM2的绝对结合自由能,通过基于残基的自由能分解方法计算了MDM2的各残基与PMI的相互作用.结果表明:CH-π、CH-CH和π-π相互作用驱动了PMI在MDM2疏水性裂缝中的结合;相关矩阵的计算表明PMI在一定程度上诱导了MDM2内部的相关运动.     

苯并吡喃酮类化合物与Skp2蛋白的分子识别及其抑制机理

S期激酶相关蛋白2(S-phase kinase-associated protein 2,Skp2)与Skp1形成的蛋白质聚合物在调控癌细胞生长周期中发挥着重要作用,而苯并吡喃酮类抑制剂(简称BPC)可有效抑制Skp1-Skp2的形成,但其分子识别机制尚不明确.通过生物信息学统计分析已报道的Skp1-Skp2晶体结构,确定模拟体系后,首先用同源模建对其模拟体系缺失的结构进行补全;然后用分子对接方法获得Skp1-Skp2-BPC复合物模型并用于后续分子动力学模拟.计算结果表明:疏水相互作用是促使BPC特异性结合在由Skp2 W109、D110、L117、I120、R138和W139所构成口袋中的主要驱动力,自由能计算值与实验数据吻合较好.Skp2结合BPC后,结合口袋周围的氢键网络有所加强,口袋附近的溶剂化水分子数量明显减少,导致Skp1-Skp2的体系稳定性下降.体系构象成簇与运动性分析显示,Skp1-Skp2在结合BPC抑制剂后,Skp1的运动更加剧烈,这可能是BPC主要的抑制机理.     

基于分子对接和药效团的磷脂酶PLA2G1B抑制剂的虚拟筛选

磷脂酶PLA2G1B 与饮食诱导肥胖及相关代谢紊乱密切联系，研究表明一些天然类黄酮化合物对磷脂酶有抑制作用. 采用整合分子对接和药效团策略筛选PLA2G1B靶向小分子抑制剂. 对5种类黄酮化合物与PLA2G1B靶标进行分子模拟对接，分析其相互作用，建立基于配体分子共同特征（HipHop）的药效团模型，应用该模型对ZINC数据库中小分子化合物进行筛选，并对匹配评分良好的化合物进行类药性和药代动力学性质（ADME）预测分析. 结果表明，山柰酚、木犀草素、槲皮素、杨梅素和表没食子儿茶素没食子酸酯与PLA2G1B均能较好结合，结合能为?7.17~?6.17 kJ/mol；所构建的药效团模型含有3个氢键供体和1个氢键受体4个特征元素；通过对ZINC数据库中10 897个小分子的筛选，共得到722个分子，命中率为6.6%. 其中匹配评分>2.5的29个化合物均满足Lipinski规则，大部分化合物的ADME参数良好. 研究结果为PLA2G1B抑制剂设计及先导化合物发现提供了参考数据.     

分子对接方法在药物发现之外领域的应用

分子对接是一个预测蛋白质与配体的结合模式和结合自由能的强有力的计算工具.该方法起源并主要应用于药物设计与研发领域,而其设计思想却可以服务于很多其他领域的研究.详细叙述了分子对接的基本原理和方法,并进一步介绍了应用广泛的基于分子对接的虚拟筛选技术.然后,结合已发表的文献,具体介绍了分子对接方法在蛋白质工程、生物修复、生物传感器及纳米科学等领域的应用.这将有助于分子对接方法及相关技术更好地服务于非药物发现领域的研究工作.     

抗HIV融合抑制剂的定量构效关系

利用三维定量构效关系研究抗HIV融合抑制剂和受体(跨膜蛋白gp41)的结构-活性关系.基于具有活性的抑制剂,用易位体比较分子场分析方法(topomer comparative molecular field analysis,Topomer CoMFA)方法建立抑制剂结构与活性之间关系的数学模型,并利用统计分析,评价与分析模型的预测能力,结果表明该模型具有较好的预测能力.研究结果可为未知化合物的活性预测、苗头化合物的结构改造、新化合物实体的设计提供理论指导.     

CALB与不同PBS基共聚酯P(BS-co-PeD)、P(BS-co-GA)的相互作用研究

以南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B,CALB)为酶催化剂,在水相体系中研究了自主合成的聚(丁二酸丁二醇-co-丁二酸戊二醇酯)(PBS-co-PeD)和聚(丁二酸丁二醇-co-戊二酸丁二醇酯)(PBS-co-GA)的降解性能的差异.酶降解实验表明,(PBS-co-GA)具有较优的降解性能,结合分子动力学模拟和分子对接模拟,探讨了脂肪酶对底物的容纳性以及结合自由能.分子模拟结果表明,BGAB-CALB氨基酸残基(140~148)处的RMSD值9.6明显高于PeDSPeD-CALB体系的7.3,结合自由能大小为BGAB-CALBPeDSPeD-CALBBSB-CALB,表明CALB均可有效催化两种共聚酯,且对(PBS-co-GA)具有更好的催化活性,与酶降解实验结论一致,说明分子模拟可有效辅助证明基础实验.     

1,1’-二萘基骨架的探针分子对氨基酸/氨基酸衍生物识别的研究

对1,1’-二萘基骨架的3个探针分子,采用Hyperchem和Gaussian 03先后进行分子力学优化、分子动力学模拟、半经验和HF/STO-3G水平几何构型优化。用AutoDock Vina将优化后的探针分子、配体分子α-氨基酸/α-氨基酸衍生物进行对接实验,获得相应的复合物的最佳作用模式并计算它们之间的亲和能。结果表明,理论计算所获得的探针分子与配体分子α-氨基酸/α-氨基酸衍生物之间的结合模式,与根据实验数据所推断的作用模式几乎完全相同;所计算的复合物之间的亲和能,也与实验测定的结合常数间有相同的变化趋势。     

HIV-1蛋白酶与TMC114结合口袋内水分子作用的研究

水分子在生物分子的稳定、动力学和功能方面发挥着重要作用。采用3ns分子动力学模拟,从不同侧面系统地研究了H IV-1蛋白酶与其抑制剂TMC114结合口袋内的五个水分子的功能作用。结果表明:水分子可以保持PR-TMC114的动力学和结构以及绑定特性的稳定;复合体的晶体结构和平均结构的比较表明W at301、W at2和W at5在分子动力学模拟过程中是守恒的;对氢键的分析证实W at301可以稳定PR与TMC114抑制剂柔性区域的结构,并且W at2和W at5能增强活动位点的稳定性。     

底物结合对谷氨酰胺结合蛋白运动模式的影响

为了研究底物谷氨酰胺(glutamine,Gln)的结合对谷氨酰胺结合蛋白(glutamine binding protein,GlnBP)运动特点的影响,采用分子对接方法研究了未结合Gln的GlnBP开放构象结构(GlnBP_O)与Gln的结合模式,获得了GlnBP_O-Gln复合物结构,然后用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法研究所获得的复合物的运动模式,并与GlnBP_O的运动模式相比较.结果表明:Gln特异性地结合在GlnBP_O的大结构域上,并且Gln的结合增加了GlnBP_O的闭合运动的速度和幅度.     

斑马鱼A型γ-氨基丁酸受体同源模建及分子对接

为了研究杀虫剂氟虫腈对斑马鱼的毒性机理,以秀丽隐杆线虫谷氨酸受体[在蛋白质数据库（ProteinDataBank,PDB）登记号为3RHW]作为模板,通过蛋白质同源模建的方法构建了斑马鱼A型γ-氨基丁酸受体跨膜段,利用分子动力学和拉氏图验证了模型的合理性．将构建的模型与氟虫腈及其衍生物进行分子对接．氟虫腈及其衍生物与跨膜蛋白对接结果在分子水平上解释了氟虫腈对斑马鱼的毒性机理：10个不同构象的氟虫睛与跨膜蛋白对接各个打分和结合自由能都比较稳定,氟虫腈垂直地定位于跨膜段的胞质端,跨膜蛋白上28位天冬酰胺和38位精氨酸与氟虫腈分子产生氢键;苯环上的取代基CF3,CI,CI和吡唑环上取代基SOCF2或SO2CF3是产生毒性作用的重要基团;基于氟虫腈结构虚拟筛选的化合物与跨膜蛋白的对接结果也进一步验证了,上述结论．     

Theoretical study of 2-mercaptobenzimidazole derivatives as chelating collectors in flotation separation of galena and pyrite

Three 2-mercaptobenzimidazole derivatives, 1-ethyl-2-mercapto-benzimidazole (EMBI), 1-propyl-2-mercapto-benzimidazole (PMBI) and 1-benze-2-mercapto-benzimidazole (BMBI), were designed and synthesized in the paper, and their collecting behavior in flotation separation process of galena over pyrite was investigated by flotation tests on lab scale. Apart from this, density functional theory (DFT) calculation and molecular dynamics (MD) simulation were also used to elucidate their collecting mechanism. Results of flotation tests indicate that separation of galena over pyrite is feasible at pH 10, and BMBI has the best floatability among three collectors. DFT calculations show that BMBI has the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy and strongest collecting efficiency. The adsorption mode of three collectors on mineral surface by MD method indicates that the combination processes of collectors with mineral are exothermic, and the higher the binding energy, the firmer the collector adsorbs on the mineral surface and the higher collecting capacity. The calculation results demonstrate that the floatability of three collectors follows the order: BMBI > PMBI > EMBI, which is highly consistent with the flotation tests.     

阻断HIV-1进入细胞的抑制剂研究

为了解决HlV-1病毒耐药的难题,研究阻断病毒进入细胞的抑制剂是一个重要途径,通过对近年来国 内外学者在阻断HIV-1病毒进入宿主细胞的抑制剂方面所发表的文献进行分析,概述了阻断HIV-1病毒进入宿主细胞的抑制剂的研究进展．阻断病毒进入细胞的抑制剂具有强大的抗逆转录病毒作用,它的优势在于可以对抗目前所有的HIV-1耐药毒株,它分为阻断病毒与细胞吸附的抑制剂、阻断病毒进入的抑制剂及阻断病毒与细胞融合的抑制剂．提出了研究抑制剂时可考虑的几个不同靶点．     

空间飞行器对接动力学的数值仿真研究

建立了有内导向瓣周边式对接机构的两空间飞行器对接过程中捕获阶段和缓冲阶段的对接动力学数学模型,进行了数值仿真。通过仿真计算可以验证缓冲系统的设计参数及对接策略。得到对接机构的相对位移和转角、缓冲系统的位移和转角、相互作用力等参数,从而可较全面地了解对接动力学过程,为缓冲系统的设计打下一个可信的基础。     

电磁阻尼器设计研究

针对空间对接机构中使用的电磁阻尼器工作原理和结构特点,对其物理模型进行合理简化,在此基础上运用电磁场理论分析推导了电磁阻尼器转子杯的涡电流密度公式,并对阻尼力矩计算方法进行了研究,建立了电磁阻尼器的数学模型,为电磁阻尼器的工程设计和分析提供了理论基础。通过对电磁阻尼器在特定参数下模型公式的合理简化,得到电磁阻尼器结构参数对阻尼力矩影响的函数关系,并通过工程实例说明了转速与阻尼力矩之间的关系,结果具有较高的理论和实用价值。