神经氨酸酶与三羟基甲氧基黄酮衍生物相互作用的分子模拟

以5,7,4'-三羟基-8-甲氧基黄酮(MF)为先导物, 以现有的神经氨酸酶(NA)抑制剂类药物的结构特征为参考, 设计了一系列的三羟基甲氧基黄酮衍生物, 并运用分子对接与分子动力学相结合的方法进行了筛选及作用机制分析. 分子对接结果表明, 功能团(羧基及胍基/氮-乙酰氨基)的引入并未影响衍生物在酶活性腔中的结合位置, 衍生物的结构与相互作用能之间存在一定的联系. 将羧基和胍基作为替代基团引入到MF的C7及C5位上所得的新化合物(9)在所合成的衍生物中具有最好的结合能力(-1172.52 kJ/mol), 远远优于现有先导药物4-(氮-乙酰氨基)-5-胍基-3-(3-戊氧基)安息香酸(BA)和MF与NA的结合能力(-672.12和-347.44 kJ/mol). 进一步的作用机制分析发现, 在神经氨酸酶活性腔中, 化合物9的羧基和胍基的空间取向与现有药物中这两个基团的空间取向一致, 且化合物9与先导药物MF一样, 能与活性腔内保守残基Asp151和Glu227发生较强的相互作用. 因此可认为化合物9是一种具有应用潜质的新型神经氨酸酶抑制剂. 本研究结果为实验研究和设计抗流感药物提供了可行性思路.     

VEGFR-2 与抑制剂Sunitinib 的分子对接及分子动力学研究

用分子对接方法研究了VEGFR-2 和抑制剂Sunitinib 的相互作用模式, 并对其复合物进行了10 ns 的分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟. 结果表明, 抑制剂Sunitinib 能与VEGFR-2 中位于活性空腔的Glu885, Ile888, His1026,Asp1028, Asp1046 五个氨基酸残基形成疏水作用; 另外, VEGFR-2 中His1026, Cys1024, Asp1046 三个氨基酸残基能与Sunitinib 形成三个作用强度不同的氢键. 这些基团之间的相互作用是Sunitinib 抑制VEGFR-2 活性的关键因素. 研究结果可为VEGFR-2 抑制剂的结构改良、分子设计、合成提供理论参考, 并有助于寻找活性更高、效果更好的抗肿瘤药物.     

作用于秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂的结合模式 研究与结构模型的构建

采用对接的方法建立了秋水仙碱位点抑制剂与微管蛋白的结合模式, 并构建了其结构模型. 结果表明: 抑制剂主要借助于与口袋I和II的疏水作用, 以及同α-Thr178, α-Val181和β-Cys241之间的氢键来实现与微管蛋白的结合. 根据抑制剂的结合构象, 将抑制剂的结构分为A, B以及AB间的桥连三个部分, 从而建立了由A部分中的疏水中心H1、氢键受体A1, B部分中的疏水中心H2、疏水基团H3和极性原子P以及桥连结构中的氢键受体A2组成的结构模型. 并指出H1与H2对活性的影响因素分别为疏水基团的体积和平面特征, 而桥连部分则应以刚性的形式保证AB处于桥连的同侧(即顺式构象). 还提出在A2与loop区之间存在一个的潜在氢键受体A3. 研究结果为设计新型小分子微管蛋白抑制剂提供指导.     

VEGFR2活性腔性质以及与抑制剂的结合模式研究

VEGFR2介导肿瘤诱导的血管生成作用, 是抑制肿瘤生长和转移的新靶点. 为深入探讨VEGFR2活性腔性质以及与抑制剂的结合模式, 采用多拷贝同时搜寻法(MCSS)研究VEGFR2活性腔的性质, 然后用分子对接方法对5个已上临床的VEGFR抑制剂与VEGFR2活性腔进行对接计算, 讨论它们的结合模式, 确定与配体结合相关的关键残基. 研究发现: 疏水腔I, II是配体结合的关键区域, 残基Glu915, Cys917是关键的氢键作用位点, Lys866, Glu883和Asp1044形成的极性区域对提高配体亲合力很重要, 疏水腔III和极性腔IV是额外增强配体结合力的区域, IV区的Arg1030可提供额外的氢键作用位点. 本研究可为全新VEGFR2抑制剂的合理药物设计提供理论依据, 为寻找新的抗肿瘤药物奠定基础.     

人类2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛脱羧酶(ACMSD)与底物及抑制剂作用模型的理论研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法构建了人类2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛脱羧酶(hACMSD)的三维结构, 并利用Profile-3D和Procheck等方法评估了模型的可靠性. 在此基础上, 用分子对接程序(Affinity), 将其底物2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛(ACMS)和抑制剂喹啉酸(QA)分别与hACMSD进行对接, 获得了复合物结构的理论模型. 通过配体与受体之间相互作用能和结构分析给出了底物和抑制剂的具体结合方式, 明确了hACMSD与底物和抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基.     

“性质-活性关系”对催化剂研究的方法论意义

"结构-活性关系(SAR)"被普遍看作是催化剂研究的核心问题,但本文强调"性质-活性关系(PAR)"对催化剂研究的方法论意义.此处"性质"指反映催化剂与反应物或中间物相互作用行为的一个参数(例如对中间物的吸附能)或参数组,它是催化剂结构与活性之间的桥梁.因性质与活性之间的联系较结构与活性之间的联系更直接,PAR应比SAR较简单和易得,故PAR更具可行性.一旦通过建立PAR而确定了催化剂的关键性质,就可进而探索此关键性质与结构的关系,即"结构-性质关系(SPR)".作者通过举例说明,PAR与SPR相结合不仅相当于SAR,而且比单独的SAR更能深入理解催化剂本质,并提供更多信息.     

计算机方法确定Darunavir衍生物作为HIV-1蛋白酶抑制剂的结构决定因素与结合机制

HIV-1是地球上最可怕以及最致命的病毒之一,它是导致艾滋病的主要原因．HIV-1蛋白酶在HIV-1病毒的复制过程中承担重要角色,因此通过抑制HIV-1蛋白酶的活性从而将其作为治疗方案被认为是一种十分有效的策略．为此探究HIV-1蛋白酶抑制剂的结构决定因素而进行设计与改进成为急需解决的问题．本文建立了一个包含193个Darunavir衍生物抑制剂的数据库,在此基础上,通过使用基于配体的三维定量结构-活性关系(3D-QSAR)研究,确定了一系列关键的结构特征．此外,我们还利用分子对接进一步阐明了配体与受体之间的复杂相互作用．结果显示最优的CoMSIA模型在有效性和可预测性方面都表现出了适当的性能(Q²=0.500,R_ncv²=0.882,R_pred²=0.797)．另外,数据集中活性最高的化合物171与Asp25,Gly27,Gly48,Asp124,Asp128和Asp129形成了若干个氢键,以交叉构象稳定结合在活性空腔中．根据从最佳CoMSIA模型和分子对接中获得的信息,我们...     

酮醇酸还原异构酶(KARI)与其抑制剂间相互作用的分子模拟研究

采用MCCE, Autodock及密度泛函方法对酮醇酸还原异构酶(KARI)与其抑制剂间相互作用进行了研究. 计算结果表明, KARI活性位点中的Mg^2＋在活性位点残基的离子化状态、活性位点的静电性质以及与抑制剂结合等方面起重要的作用; 同时, 抑制剂在结合方式、前线轨道布居及静电势等方面与酶促反应中间体(HOIV)具有一定程度的相似性; 可电离的羧基是当前发现的靶向KARI抑制剂一个重要的结构特征, 进一步推广可认为潜在的抑制剂应该拥有可电离成负电荷的功能团. 在药物设计中考虑到以上结论, 将有利于发现和改造靶向KARI的抑制剂.     

非对称二甲基精氨酸二甲胺水解酶-2的理论研究

利用同源模建的方法,构建了DDAH-2的三位结构.并与L-瓜氨酸、L-高半胱氨酸分别进行对接研究.其中,Asp77,Gly269,Glu27和Arg96是与L-瓜氨酸相互作用较强的残基,Asp77,His171,Asp125和Ala270是与-L高半胱氨酸相互作用较强的残基.尤其Asp77是在两种复合物中同时起重要作用的氨基酸,并且它与抑制剂之间都形成了氢键.     

基于分子对接和自由能计算的高活性苯并噻唑类ROCK抑制剂的设计、合成和生物学评价

以3个已报道的苯并噻唑类Rho关联含卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK)抑制剂(化合物1~3)为研究对象,经分子动力学模拟获得其在ROCK2蛋白结合口袋中的稳定结合构象,通过分子对接结果从氨基酸角度初步揭示了此类抑制剂的结构-活性关系(SAR);然后,对这3个抑制剂进行MM/GBSA结合自由能(ΔG_(bind))研究,结合自由能计算可知ΔG_(bind)与化合物活性之间具有良好的相关性,且范德华作用能(ΔG_(VDW))对ΔG_(bind)的贡献最大.通过自由能分解获得了对于高活性抑制剂具有重要影响的关键残基.最后,根据分子对接和自由能研究结果设计并合成了3类新型苯并噻唑类似物(D1~D10).生物学评价结果表明,这10个化合物分别具有11~288 nmol/L(ROCK1)和2~105 nmol/L(ROCK2)的抑制活性.其中,化合物D3~D5在人肝微粒体代谢研究中展现出比已报道化合物更高的代谢稳定性.本研究不仅为高活性ROCK抑制剂的设计提供了理论指导,也为ROCK的应用研究提供了一系列结构新颖的高活性抑制剂.     

二甲基精氨酸二甲胺水解酶-1的理论研究

运用分子对接和分子动力学方法研究二甲基精氨酸二甲胺水解酶-1(DDAH-1)与其抑制剂亚胺基烯丁基-L-鸟氨酸(L-VNIO)和亚胺基丙基-L-鸟氨酸(Me-L-NIO)的相互作用和结合模式,并根据实验得到的结论设计了亚胺基苯乙基-L-鸟氨酸(Ph-L-NIO)抑制剂.结果表明:L-VNIO比Me-L-NIO对DDAH-1的抑制效果更强,这个结果与实验测得L-VNIO和Me-L-NIO对DDAH-1的半抑制浓度IC50值大小一致.Phe75、Asp78、His172、Ser175和Asp268这五个氨基酸残基在三种抑制剂形成的复合物中起到非常重要的作用,从计算结果推断在这三个抑制剂中我们设计得到的Ph-L-NIO对DDAH-1的抑制效果最好.     

HIV蛋白酶抑制剂——利迪链菌素的分子对接研究

用分子对接的方法, 对利迪链菌素的抗HIV蛋白酶活性进行了研究. 为了更准确地反映利迪链菌素分子与酶蛋白结合的情况, 充分考虑受体活性部位的柔性, 采用了FlexX(初步对接)和Flexidock(精确对接)分两步将配体与受体进行对接. 在初步对接中, 设计了不同的受体活性部位来考察是否有结合水分子参与抑制剂与酶的结合. 对一种作用方式已知的非肽类HIV蛋白酶抑制剂Aha006进行的对接研究显示, 分子模拟的结果与实际情况吻合得较好, 证明了本文所采用的方法的可靠性. 利迪链菌素与蛋白酶活性部位的对接结果显示, 配体分子与受体之间的结合没有结合水分子的参与, 两者通过5对氢键作用结合成为稳定的复合物. 利迪链菌素占据结合腔, 覆盖了蛋白酶的活性三联体Asp25-Thr26-Gly27, 从而起到抑制其生物活性的作用.     

白色念珠菌N-肉豆蔻酰基转移酶中药物结合位点的MCSS分析

采用多拷贝同时搜寻方法(MCSS)分析得到了CaNMT活性位点的疏水区域、氢键结合位点和负电性区域. MCSS计算结果显示, CaNMT活性位点有两个疏水性比较强的区域: 一个由Tyr107, Tyr109, Val108, Phe117, Phe123, Ala127, Phe176和Leu337等残基组成; 另一个由Phe115, Phe240和Phe339组成. CaNMT活性位点发现有两个氢键作用区域, 其中Tyr119, His227, Asn392和Leu451是与已有抑制剂的氢键结合位点, Tyr107, Asn175, Thr211和Asp412是新发现的氢键结合位点, 而且在NMT家族中高度稳定, 它们对设计新结构类型的CaNMT抑制剂具有重要作用. Leu451是负电性兼氢键作用位点, 是抑制剂设计时所必需考虑的位点.     

分子动力学模拟研究质子化态在HIV-1 Protease-Indinavir复合物中的作用

I 型人体免疫缺陷病毒(HIV-1)蛋白酶中Asp25/Asp25'的质子化对于理论研究HIV-1 蛋白酶和抑制剂的作用机制
以及氨基酸变异对抗药性的影响有重要意义. 分别对Protease-Indinavir (PR-IDV)复合物的六种可能的质子化态进行了
5 ns 的分子动力学模拟, 分析了不同状态对动力学特征和结构的影响, 用molecular mechanics/Possion-Boltzman surface
area (MM-PBSA)方法计算了PR 和IDV 在各种状态下的结合自由能. 计算结果说明A 链Asp25 的OD2 的质子化是最
为可能的状态. 对PR-IDV 复合物中起到媒介作用的水分子与PR-IDV 复合物形成的氢键进行了分析, 分析结果说明不
同的质子化态对水分子在PR-IDV 复合物中所起的媒介作用没有影响, 这一结果与我们先前对PR-BEA369 复合物的研
究不同. 我们的研究结果为更高效的PR 抑制剂的设计以及PR 氨基酸变异对药物抗药性的研究提供了理论上的指导.     

纺锤体驱动蛋白抑制剂*

对纺锤体驱动蛋白(kinesin spindle protein,KSP)进行抑制代表着一种新颖的抗肿瘤机制,能避免直接破坏微管的药物所具有的不可避免的神经毒性。自第一个选择性的小分子KSP抑制剂monastrol报道以来,已有多种类型的KSP抑制剂有了文献报道。本文介绍了近年来KSP抑制剂的结构和功能,以及作为一个新颖的靶点在抗肿瘤药物研究中的作用;讨论了该类抑制剂的构效关系,并对该类抑制剂的研究前景进行了展望。     

人顶体酶活性腔性质及与抑制剂的结合模式

顶体酶是目前抗生育药物的一个潜在靶点. 在前期同源模建人顶体酶三维结构复合物的基础上, 采用多重拷贝同时搜寻(MCSS)等方法对人顶体酶活性腔进行分析. 结果显示, 活性腔的P1,P2和G 3个区域均具有较大极性, 且P1对抑制剂结合尤为重要. 另外, G和P1边缘及P2底部还具有一定疏水性, 且其中的部分重要残基还能与配体形成氢键作用和静电作用. MCSS计算结果确定的关键配体结合位点与人顶体酶复合物结构和定点突变实验结果相吻合. 在此基础上用分子对接方法将6个人顶体酶代表性抑制剂对接入活性腔, 阐明其结合模式, 确定与配体结合相关的关键残基.     

小肽修饰的PAMAM树枝状化合物的生物活性

合成了甘氨酸 (Gly) 天冬氨酸 (Asp)组成的肽链Gly Asp、Gly Asp Gly Asp、Gly Asp (Gly Asp) 2 .分别将天冬氨酸及上述合成的肽链引入到聚酰胺 胺型树枝状化合物 (PAMAM)的表面 .对所得化合物进行了分子模拟 ,结果表明Gly Asp (Gly Asp) 2 肽链在PAMAM表面可形成接近于 β sheet的构象 .由实验得知 ,经Asp、Gly Asp、Gly Asp Gly Asp、Gly Asp (Gly Asp) 2 修饰的PAMAM树枝状化合物对抗坏血酸还原FeⅢ 细胞色素C(cytc)的反应有干扰作用 ,导致该反应速率下降 .这说明所合成的化合物与cytc有较好的结合能力 .特别是Gly Asp (Gly Asp) 2 修饰的PAMAM ,其与cytc的结合常数为 1 6ⅹ 1 0 5.     

Bcl-2蛋白抑制剂结合腔的性质分析

采用多重拷贝同时搜寻(MCSS)等方法对Bcl-2蛋白抑制剂结合腔进行分析. 结果显示, 结合腔可分成P1, L1, P2, P3和P4等5个区域, 其底部呈疏水性, 而P3部位不适合芳香性大基团的结合. 结合腔侧面和边缘处分布有可与配体形成除疏水以外作用的多个重要残基. MCSS计算得到的各种性质官能团在结合腔内的能量优势位置和取向能与已知结合模式的高活性抑制剂的重要基团位置吻合得较好.     

乙炔法合成醋酸乙烯催化剂载体表面羧基与羰基作用机理的研究

比较了硝酸、硫酸、过氧乙酸改性对载体比表面积、孔结构、pH值以及载体表面基团的影响. 研究了过氧乙酸(PAA)改性条件对催化剂活性的影响. 改性提高了活性炭表面羧基和羰基的含量, 由在最佳PAA改性条件下制备的乙炔法合成醋酸乙烯催化剂生产能力比未经过氧乙酸改性活性炭制备的催化剂提高了14.58%. 得到了过氧乙酸改性后活性炭表面羧基和羰基总量(m)和合成醋酸乙烯催化剂生产能力(P)之间的关系为P＝1.83＋2.26×10－3×e3.17m, 并讨论了催化剂表面羧基与羰基提高催化剂活性的机理.     

水杨酸或阿司匹林二茂钛(Ⅳ)配台物的抗氧化作用

在无水苯中以二氯二环戊二烯基钛与乙酰水杨酸钠或水杨酸钠合成出二环戊二烯基二阿司匹林钛(Ⅳ)或二环戊二烯基二水杨酸钛(Ⅳ)配合物,通过元素分析,IR,~1H NMR,XPS等研究了它们的化学组成与结构,证实配合物的组成式为cp_2Ti(Asp)_2和cp_2Ti(Sal)_2(cp=η~5-C_5H_5,Asp=阿司匹林酸根,Sal=水杨酸根),Asp及Sal均以羧基氧原子以单齿形式与Ti(Ⅳ)配位.通过测定cp_2Ti(Asp)_2,cp_2Ti(Sal),cp_2TiCl_2,阿司匹林(HAsp),水杨酸(HSal),Ti(OH)_2·(Asp)_2及Ti(OH)_2(Sal)_2等七种化合物对超氧阴离子自由基(O_2~-)和羟自由基(OH)的清除率,发现金属Ti(Ⅳ)只有与茂基及Asp或Sal形成混合配体金属有机配合物时,对上述两种自由基的清除才能产生“协同作用”.