基于分子模拟和光谱法分析漆酶与甲酚的相互作用

该文运用计算模拟与光谱法研究了甲酚与漆酶的相互作用。首先,计算模拟表明漆酶与3种甲酚同分异构体都能发生相互作用,分子对接研究结果表明漆酶与甲酚同分异构体能以氢键和疏水作用力相结合,且结合位点相似。通过分子动力学模拟比较漆酶结合甲酚前后残基的柔性差异,验证了分子对接结合位点的可靠性。其次,选取计算模拟中结果较好的间甲酚,利用光谱法探究间甲酚与漆酶的荧光猝灭机制及结合前后漆酶二级结构的变化。荧光猝灭实验证实漆酶与间甲酚间是形成非荧光复合物的静态猝灭,与分子对接结果一致。红外光谱研究结果表明,漆酶与间甲酚结合后二级结构发生变化,其内部的β-转角和β-反向平行结构向β-折叠、无规则卷曲和α-螺旋结构转化,这与分子动力学模拟结果相呼应。该研究为利用漆酶转化环境中甲酚污染物提供了理论基础与数据支持。     

基于计算模拟与光谱法研究细胞色素CYP2C9与双酚A的相互作用

基于分子对接、分子动力学模拟、紫外吸收光谱法、荧光光谱法与红外光谱法,研究了细胞色素CYP2C9与双酚A (BPA)之间的相互作用。分子对接研究表明,对接位点位于Thr364附近的空腔,结合能为-7. 51 kcal/mol;分子动力学模拟观察了10 ns内蛋白的整体构象变化,发现Thr364也是BPA与CYP2C9发生相互作用时的结合位点。光谱学研究发现CYP2C9与双酚A结合发生荧光增强现象,并且它们间的相互作用力主要为疏水作用力;二级结构中β-转角、无规则卷曲与β-折叠等也发生明显变化;随着底物浓度增加紫外吸收峰有明显上升且伴随红移。模拟计算与光谱检测均表明CYP2C9与BPA间存在较强的相互作用。     

α1A-肾上腺素受体的同源模建及其对接研究

以β2肾上腺素受体(β2-AR)为模板,采用同源模建和分子动力学模拟构建了人类α1A-肾上腺素受体(α1A-AR)的三维结构模型,并利用PROCHECK,PROSA和WHAT-IF评估了模型的合理性.所得的结构采用分子对接程序Flexidock与激动剂去甲肾上腺素和拮抗剂西罗多辛分别进行对接,结果表明,2种配基具有相似...     

罗非昔布与牛血清白蛋白之间相互作用的研究

在模拟人体生理条件下,通过荧光光谱法、紫外光谱法、红外光谱法和分子对接等技术探究罗非昔布(RFB)与牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用的化学本质。研究结果表明,RFB与BSA的Trp/Tyr残基之间的π-π堆积作用诱导了BSA的荧光发生猝灭,其猝灭机制为静态猝灭并且伴随着非辐射能量的转移;热力学参数表明RFB-BSA可以自发地通过氢键与范德华力进行结合,二者之间的结合距离r_0=3.50 nm,且结合位点数为1;同步荧光和分子对接结果证明RFB与BSA在结合位点Ⅰ结合;三维荧光光谱与红外光谱揭示了RFB导致BSA蛋白质二级结构发生变化,其中α-螺旋和β-片层结构含量下降,β-折叠和β-转角含量上升。     

2'-羟基-2,4-二溴二苯醚与人血清白蛋白作用机制的光谱研究与计算模拟

采用分子对接、分子动力学模拟和光谱法研究了2'-羟基-2,4-二溴二苯醚(2'-OH-BDE-7)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.同步荧光光谱研究表明,2'-OH-BDE-7诱导HSA的构象产生变化,并与分子动力学模拟的结果相吻合.荧光光谱表明,2'-OH-BDE-7能引起HSA荧光猝灭,且其作用机制为静态猝灭和非辐射能量转移.热力学分析得出ΔG0,ΔH0和ΔS0,表明氢键和范德华力在HSA-2'-OH-BDE-7的体系中起着重要作用.竞争实验和分子对接结果表明2'-OH-BDE-7主要结合在HSA的位点Ⅰ.将计算模拟和光谱实验研究相结合,为研究小分子和蛋白质相互作用机制提供更多的信息.     

17α-乙炔基雌二醇与人血清白蛋白的作用机制研究EI北大核心CSCD

运用多种光谱方法结合分子模拟技术研究了17α-乙炔基雌二醇(EE2)与人血清白蛋白(HSA)的结合机制。结果表明,EE2通过静态猝灭机制与HSA形成基态复合物,EE2主要结合在HSA亚域IIA的Site I位点,并与氨基酸残基Lys195,Lys199,His288和His242发生作用。25℃下EE2与HSA的结合常数为6.85×10^(4)L/mol,氢键和疏水相互作用为该结合的主要驱动力。巯基含量的增加和α-螺旋含量的减少表明EE2的结合使HSA的二级结构变得伸展。分子动力学模拟进一步阐明了EE2的结合对HSA结构稳定性的影响。     

5'-羟基-2,2',4,4',5-五溴二苯醚与人血清白蛋白结合特征研究

在模拟生理环境下,通过稳态荧光光谱、时间分辨荧光光谱、傅立叶变换红外光谱和三维荧光光谱等方法研究了5'-羟基-2,2',4,4',5-五溴二苯醚(5'-OH-BDE-99)与人血清白蛋白的结合特征,并结合分子对接与分子动力学模拟技术对其作用机制进行了分析。荧光光谱实验、非辐射能量转移理论及动力学模拟研究表明,5'-OH-BDE-99能使HSA发生猝灭作用,且猝灭机制为静态猝灭。傅立叶变换红外光谱、三维荧光光谱及动力学模拟研究表明,5'-OH-BDE-99可诱导HSA构象和周围环境发生变化。此外,分子对接和热力学方法研究表明,二者间的主要作用力为疏水作用力。     

基于分子对接、分子动力学模拟的新型酰胺-膦酸酯类hsEH抑制剂的QSAR研究

结合定量结构-活性相关(QSAR)技术和分子对接、分子动力学(MD)模拟,研究了新型酰胺-膦酸酯类衍生物与可溶性环氧化物水解酶(hsEH)结合的相互作用特征.二维QSAR模型表现出较好的拟合能力和预测能力(r~2=0.942,q2=0.918),并且模型表明酰胺-膦酸酯类衍生物中C—N键的频数对hsEH活性抑制能力具有重要影响.采用比较分子力场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)建立了相关性显著、预测能力强的三维QSAR定量模型(CoMFA:r~2=0.986,q2=0.619;CoMSIA:r~2=0.912,q2=0.630),模型指出疏水作用力、静电作用力和氢键作用力对hsEH活性抑制能力有重要的影响.二维QSAR模型的预测结果更为准确,三维QSAR模型更为直观地表现了由于分子结构差异导致不同的力场效应对预测结果的影响.分子对接结果指出了分子内酰胺基团、膦酸酯基团、以及—NH—分子结构能与氨基酸残基HIS524,ASP335,TYR383,TYR466,GLN384和Trp525形成稳定氢键来增加结合的稳定性,并且小分子受到氢键作用力的同时还受到结合位点疏水残基的强疏水作用力和芳香性π环之间相互吸引的π-π堆积的非共价键作用.分子动力学模拟通过残基结合后的柔性差异变化验证了结合位点分子对接结果的可靠性,结合自由能也为对接作用机制的合理性提供了验证.     

由3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究吲唑类化合物与PI3Kδ抑制剂的相互作用

磷酸肌醇3-激酶δ(PI3Kδ)参与慢性阻塞性肺疾病的炎性过程并且被鉴定为一个新的潜在治疗靶点。本文采用三维定量构效关系(3D-QSAR)、分子对接和分子动力学方法研究了47个吲唑类化合物与P13Kδ激酶的相互作用,并建立了相应的模型。其中,比较分子场分析(CoMFA)模型q~2=0.719,r~2=0.972;比较分子相似性指数分析(CoMSIA)模型q~2=0.649,r~2=0.983,表明所建的QSAR模型具有稳定可靠的预测能力。CoMFA和CoMSIA等势图形象地描述了不同的场效应对活性的影响,其中立体场、疏水场及氢键受体场对活性有较大的贡献。接着采用分子对接探索小分子化合物与P13Kδ的结合模式,结合模式显示吲唑类化合物主要通过氢键作用与疏水作用与P13Kδ紧密结合,并且通过分子动力学模拟进一步验证了对接结果。最后根据等势图、对接模式和分子动力学模拟获取的信息设计了8个化合物,研究表明它们均能与PI3Kδ较好结合。     

分子动力学模拟Cu2+对α-突触核蛋白(1-17)肽段构象变化的影响

利用分子动力学模拟研究铜离子(Cu2+)对α-突触核蛋白1-17号氨基酸肽段(α-synuclein(1-17))构象变化的影响,采用GROMOS 43A1力场对Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体和α-synuclein(1-17)肽段单体分别进行了6组独立的分子动力学模拟,每组模拟时间为500ns,总模拟时间为3μs.研究结果表明:Cu2+与α-synuclein(1-17)肽段结合使其更易向β折叠片结构折叠,促进了其二级结构的形成,增强了构象的稳定性;Cu2+增大了α-synuclein肽段疏水残基的溶剂可及表面积,增强了其疏水残基的暴露程度.自由能分析指出,Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体的自由能比α-synuclein(1-17)肽段低,构象稳定,采样空间紧密,其自由能极小构象为β折叠片结构.构象聚类分析进一步表明,Cu2+使得α-synuclein(1-17)肽段构象趋于稳定.总之,Cu2+诱导固有无序蛋白α-synuclein(1-17)肽段由无序向有序转变,降低了构象的自由能,同时Cu2+增强了α-synuclein(1-17)肽段的疏水性,使得α-synuclein肽段因疏水作用更倾向于形成β折叠片结构,加速其疏水性聚集.     

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.     

分子荧光光谱法结合分子动力学模拟研究2′-OH-BDE-68与HSA的相互作用

结合分子荧光光谱法、分子对接和分子动力学模拟等方法研究了在生理条件(pH 7.40)下2′-羟基-2,3′,4,5-四溴二苯醚(2′-OH-BDE-68)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用及其对HSA构象的影响。结果表明:1 2′-OH-BDE-68对HSA内源性荧光的猝灭属静态猝灭和非辐射能量转移过程;2两者之间的反应是以疏水作用力为主辅以微弱的静电作用的自发反应过程;3 2′-OH-BDE-68与HSA的结合在10ns内趋于平衡,结合位点在SiteⅠ;4复合物的形成使HSA分子中的色氨酸的疏水性增加,从而HSA的二级结构发生改变。     

基于多光谱方法和计算模拟的细胞色素CYP1A2与阿奇霉素的结合机制研究

为了解阿奇霉素(AZI)在模拟的人体环境中与CYP1A2的结合情况,探索AZI在人体内的转化机制,本论文使用分子对接、分子动力学模拟、荧光光谱、紫外分光光度法、傅立叶变换红外光谱、圆二色光谱等多种实验方法,阐明AZI与CYP1A2之间的相互作用机制。分子对接结果表明AZI与CYP1A2的结合方式是半包裹并且以疏水作用力相结合。分子动力学模拟结果表明,CYP1A2-AZI复合物的均方根偏差(RMSD)值增大;均方根波动(RMSF)值表明复合物体系柔性较大;回旋半径(Rg)值表明蛋白质特定区域的结构松散。荧光猝灭光谱实验表明,CYP1A2与AZI是以静态猝灭机制结合在一起。热力学参数表明AZI与CYP1A2之间的主导作用力为疏水作用力。时间分辨光谱表明AZI对CYP1A2的机制为静态猝灭。紫外光谱实验表明AZI与CYP1A2反应生成了复合物。红外光谱实验结果表明CYP1A2的二级结构含量发生了改变。圆二色光谱证实AZI对CYP1A2的二级结构产生影响。     

β-环糊精衍生物的超分子体系识别机理及其在手性分离中的应用

为了深入系统地研究和揭示β-CD衍生物对客体分子的作用机制和一般规律,本文综合评述了β-环糊精 (β-CD) 衍生物超分子体系的识别机理,分析了主客体结构、溶剂小分子、溶液pH值及固定相链接方式对其机理的影响,以及紫外-可见光谱、荧光光谱、圆二色光谱、核磁共振、热力学分析、X-射线及分子动力学模拟等机理研究方法,并介绍了β-CD衍生物在色谱手性分离中的应用。     

神经介素B受体与拮抗剂、激动剂的分子模拟研究

大鼠神经介素B受体(rat neuromedin B receptor, rNMBR)属于G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor, GPCR) A家族的成员. GPCR的结构特征和在信号传导中的重要作用决定了其可以作为很好的药物靶标. 关于rNMBR与内源性激动剂神经介素B (neuromedin B, NMB)以及与非肽类拮抗剂pd168368作用机制的研究对于合理设计受体药物分子有重要的指导意义. 在这一研究中, 我们使用同源模建, 构建受体的三维结构, 进行分子对接和分子动力学的计算. 基于受体三维结构, 通过10 ns的空载受体、激动剂-受体、拮抗剂-受体的分子动力学模拟, 探讨受体与激动剂与拮抗剂的作用机制. 研究表明rNMB-R中跨膜(transmembrane, TM)螺旋3, 5, 6, 7参与配体的结合. NMB与受体的结合, 使受体转变为活性构象, 而受体同拮抗剂pd168368恰好相反.     

DCN1-UBE2M相互作用抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学研究

类泛素化是一种蛋白质翻译后修饰,其异常会导致神经退行性疾病和多种肿瘤的发生,因此它被视为有希望的抗肿瘤靶标。研究表明,抑制DCN1-UBE2M相互作用可选择性阻遏类泛素化。本文基于哌啶基脲类DCN1-UBE2M相互作用抑制剂进行3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究。利用3D-QSAR中的CoMFA和CoMSIA方法构建了相关模型,其交叉验证系数q~2分别为0.686、0.682,拟合验证系数r~2分别为0.966、0.931,表明模型是可靠的且预测能力较好。接着运用分子对接分析哌啶基脲类化合物与DCN1的相互作用,结果表明,它们主要通过氢键和疏水作用与靶蛋白结合。通过分子动力学模拟研究进一步了解结合模型和验证对接结果。本文所得的研究结果可为今后此类化合物的结构优化提供有效信息。     

毛细管区带电泳分离山酮类化合物的结构-电泳迁移定量关系研究

研究了毛细管区带电泳分离中以β-环糊精(β-CD)和磺酸化β-CD为添加剂时10个山酮类化合物电泳行为的差异,并用毛细管电泳求得β-CD 和磺酸化β-CD与山酮类化合物间的结合常数。在分子动力学基础上,运用计算机技术模拟了β-CD 、磺酸化β-CD与山酮类化合物的包合过程,从而求得主客体间的相互作用能。同时,运用量子化学计算了山酮分子的物化参数,并选择相互作用能(INE)、疏水常数(log P;其中P为正辛醇-水分配系数)和山酮分子总能量(TE)作为分析结构-电泳迁移定量关系的物化参数,用以研究分离机制及     

二苯乙烯类LSD1抑制剂的分子对接及分子动力学模拟研究

本研究基于二苯乙烯的结构活性关系,设计了10个组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)新型抑制剂.采用分子对接的方法并根据对接打分结果对得分最高的化合物进行分子动力学模拟,研究分析小分子和LSD1的相互作用机制,并对其进行ADME(吸收、分布、代谢和排泄)预测.分子对接和分子动力学结果显示设计的小分子与蛋白结合能力更强更稳定,ADME预测结果显示小分子具有良好的生物利用度和类药性.新设计的10个小分子可以作为LSD1抑制剂先导化合物,为新型LSD1抑制剂的研究设计提供新的方法和思路.     

GSH对两种谷胱甘肽过氧化物酶模拟物活性影响的研究

设计并合成了谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)模拟物6A,6A’-二苯胺-6B,6B’-二硒桥联-β-环糊精(6-AnSeCD). 采用双酶偶联法测定GPX的活力结果显示, 6A,6A’-二环己胺-6B,6B’-二硒桥联-β-环糊精(6-CySeCD)催化谷胱甘肽还原H2O2和枯烯H2O2的活力均比6-AnSeCD的高. 为了进一步考察6-CySeCD和6-AnSeCD与GSH之间的相互作用, 进行了分子动力学(MD)模拟和分子对接研究. 结果表明, 与GSH的结合使GPX模拟物的构象发生变化, 这种改变可能是影响桥连GPX模拟物催化活性的关键因素.     

天然产物法卡林二醇与人类GABAA受体相互作用的机制

通过分子动力学模拟、伞形采样模拟、结合自由能计算和分子对接等方法,研究了法卡林二醇在γ-氨基丁酸A型(GABA_A)受体上结合作用的模式和对GABA_A受体动态属性的影响,确定了3个有效结合位点均对此受体产生拮抗作用,为后续研究聚乙炔醇类化合物对GABA_A受体作用及相应药物开发提供了理论依据.