GPR40激动剂作用方式及药效团模型研究

为阐明GPR40与其激动剂分子之间的相互作用方式,构建可用于GPR40激动剂分子先导化合物筛选的药效团模型。我们利用分子对接技术将GPR40与其激动剂分子进行对接,分析分子与受体之间相互作用的关键氨基酸和结合方式,采用药团模型法分别构建了基于受体-配体复合物(CBP)和基于激动剂分子共同特征(HipHop)的药效团模型,HipHop模型采用测试集法进行验证。结果显示GPR40与小分子相互作用的关键氨基酸主要有ARG183、TYR91、TYR2240、ARG2258、PHE142等,相互作用方式则主要为氢键、盐桥、Pi-Pi Stacking以及疏水作用,以药团模型法构建了10个HipHop模型,其中8号药效团为最优模型,可用于GPR40激动剂分子的虚拟筛选研究,这为GPR40激动剂药物分子设计奠定了理论基础。     

刚性聚合物稀溶液流变性质的计算 Ⅰ.定常流动

本文采用多棒刚杆分子模型,用Galerkin法计算了聚合物稀溶液在定常剪切流、平面拉伸流、单轴拉伸流、单轴拉伸与剪切流相组合的复杂流动的流变学性质。计算结果表明,多棒刚杆分子模型有希望成为描述聚合物稀溶液流变性质的较为完善的分子模型。本文的研究不仅可使人们用分子模型来代替连续介质本构方程进行粘弹性流体复杂流动的数值模拟,而且也为探讨描述聚合物浓溶液的分子模型提供了一种新的途径。     

CPK精确分子模型介绍

CPK(Corey-Pauling-Koltun)精确分子模型系空间充满式的模型。是目前公认为较能反映分子真实情况的模型。本文拟介绍它的设计背景、特性和应用。设计背景三维的分子模型有利于分子中组成原子之间的空间关系的研究,也有助于分子结构的测定。五十年代     

溶液自组装法构筑超分子杂化功能材料

以Anderson型多金属氧酸盐(POM)为构筑单元,通过共价键的方式将两个胆固醇分子连接到POM两端,制备了一种具有胆固醇-多金属氧酸盐-胆固醇结构的杂化分子,其在本体中通过自组装形成有序的六棱柱状结构。杂化分子的POM核在N,N-二甲基甲酰胺中具有良好的溶解性,而其胆固醇端基在甲苯中具有适当的溶解性。在甲苯体积分数为85.7%的条件下,杂化分子通过POM核与其胆固醇端基溶解性的差异、胆固醇端基之间较强的范德华力和POM核之间较强的相互静电作用力,可以自组装形成不同尺度的有序纤维结构,其相互缠绕最终形成典型的三维网状结构。在纤维结构中,杂化分子通过胆固醇层与POM层相互交替排列,在透射电镜表征中形成了明暗交替的层状精细结构。本研究工作在纳米材料的设计、组装和应用方面具有潜在的应用价值。     

支持向量机与KStar模型预测细胞色素P450酶催化的氧脱烃反应

分别以支持向量机(SVM)和KStar方法为基础, 构建了代谢产物的分子形状判别和代谢反应位点判别的嵌套预测模型. 分子形状判别模型是以272个分子为研究对象, 计算了包括分子拓扑、二维自相关、几何结构等在内的1280个分子描述符, 考查了支持向量机、决策树、贝叶斯网络、k最近邻这四种机器学习方法建立分类预测模型的准确性. 结果表明, 支持向量机优于其他方法, 此模型可用于预测分子能否被细胞色素P450酶催化发生氧脱烃反应. 代谢反应位点判别模型以538个氧脱烃反应代谢位点为研究对象, 计算了表征原子能量、价态、电荷等26个量子化学特征, 比较了决策树、贝叶斯网络、KStar、人工神经网络建模的准确率. 结果显示, KStar模型的准确率、敏感性、专一性均在90%以上, 对分子形状判别模型筛选出的分子, 此模型能较好地判断出哪个C―O键发生断裂. 本文以15个代谢反应明确的中药分子为验证集, 验证模型准确性, 研究结果表明基于SVM和KStar的嵌套预测模型具有一定的准确性, 有助于开展中药分子氧脱烃代谢产物的预测研究.     

石油分子表征与分子层次模型构建:前沿及挑战

石油资源的绿色、高效及高值化利用需要从分子层次认识石油分子的组成及转化规律,并构建分子层次的精细化过程模型,由此诞生了分子管理技术路线.石油分子组成及转化过程的高度复杂性使得石油分子管理技术开发面临巨大的挑战.本文阐述了石油分子管理的沿革及内涵,总结了石油分子组成表征及石油加工分子模型的进展及所面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望.     

XH-NH3(X=F,Cl,Br)质子传递的溶剂效应:簇模型,连续介质模型和离散-连续组合模型的比较

分别采用分子簇模型、连续介质模型和离散-连续组合模型研究了XH-NH3(X=F,Cl,Br)分子内质子传递的溶剂效应．结果表明,对于弱酸性化合物FH-NH3,其溶剂效应主要为短程作用,3个H2O分子即可使其发生质子传递,而简单的连续介质模型得到的仍为分子化合物形式,需进一步包含溶剂效应短程作用．对于强酸性化合物ClH-NH3和BrH-NH3,较弱的溶剂效应即可促使其发生质子传递,分子簇模型和连续介质模型均可合理描述,且与离散-连续组合模型的结果相近．离散-连续组合模型既在从头算水平考虑了溶质分子和第一溶剂化层中溶剂分子间的短程作用,又包含了溶剂效应的长程静电作用,能更准确地描述溶剂化作用,且对弱酸性化合物和强酸性化合物体系均适用．     

过渡金属化合物的CNDO计算(Ⅱ)——α-Fe吸附分子氮的活性中心模型

本文采用自旋非限制的CNDO-SCF方法研究了α-Fe吸附分子氮的活性中心模型,讨论了各种吸附模型的N_2活化程度,以及各种原子簇模型的费米能级、分子轨道系数等。     

定域分子轨道及其通过空间和通过键相互作用

在分子轨道理论中,定域分子轨道模型很受化学家的欢迎,这是因为定域分子轨道对应于化学家长期使用的化学键的概念,比较直观,容易掌握。五十年代初,Hall和 Lennard-Jones提出了等价键轨道模型,这个模型简单、,形象,得到了进一步的发展,主要用于整理归纳分子的单电子性质,例如电离势等。六十年     

光系统Ⅱ抑制剂—反式氰基丙烯酸酯比较分子场和电子结构研究

对反式氰基丙烯酸酯系列活性分子采用限制性系统搜索方法确定的药效团模型 ,与 9类不同骨架结构的光系统 抑制剂 DISCO模型中的反式氰基丙烯酸酯分子(M- 2 2 )的活性构象为模板所确定的药效团模型是非常相近的。对两种方法所获得的活性构象分子进行了 Co MFA研究 ,其结果是一致的。采用 PM3方法进行了量子化学计算 ,计算结果表明两种模型的构象分子具有相近的电子结构 ,根据分子静电场、立体场和电子结构探讨了该类抑制剂的构效关系。     

磷脂微滴囊泡化的介观模拟

发展了一种非显示溶剂的粗粒化三粒子磷脂模型,该模型明确反映磷脂分子的双尾结构．模型分别采用变形的MIE作用势和Harmonic作用势描述分子间非成键和分子内成键相互作用,粗粒化力场参数通过拟合DPPC双分子层的结构和力学性质获得．该粗粒化模型成功重现了磷脂分子从随机初始态到双分子层和从盘状结构到囊泡的形成过程．应用该模型系统研究了球形和柱形磷脂微滴囊泡化的过程,结果表明此模型能有效地模拟介观尺度下复杂磷脂囊泡的形成及演化．     

多核配合物高自旋基态分子的设计--一个理论和实践的总结

多核配合物高自旋基态分子的设计和合成是分子磁学的一项重要研究内容.作者结合本课题组的工作,总结了合成高自旋基态分子的几种重要模型,包括磁轨道正交、自旋极化、非正规自旋态及自旋失措模型.简要介绍了它们的基本原理和应用这些模型取得成功的一些实例,为分子磁工程的实现提供了一些可行的策略和方法.     

标准差标准化方法修正的PBBs多效应3D-QSAR模型及其在环境友好性分子修饰中的应用

构建了标准差标准化方法修正的兼具多溴联苯(PBBs)分子红外振动强度、 生物富集性和毒性3种效应的CoMFA模型, 分析了PBBs分子力场对其综合值的影响, 确定取代位点, 并进行兼具易红外光谱检出、 低生物富集性和毒性特征的PBB分子修饰(以PBB-153为例). 研究结果表明, 构建的CoMFA模型对PBBs分子的红外振动强度、 生物富集性和毒性3种效应综合值具有较好的预测和拟合能力, 且具有较好的稳定性, 静电场和立体场的贡献率分别为59.9%和40.1%. 根据模型三维等势图选择正电性高于Br原子的5种取代基团对目标分子PBB-153进行单、 双取代, 筛选出6个3种效应综合值上升的PBB-153衍生物. PBBs衍生物分子单效应计算或预测结果验证表明所构建的兼具PBBs分子红外振动强度、 生物富集性和毒性3种效应综合值的CoMFA模型可以有效应用于PBBs分子的修饰. 设计的PBB-153衍生物分子具有较好的稳定性, 同时阻燃性与目标分子相当, 环境持久性及迁移性方面优于目标分子. 2D-QSAR模型表明, PBBs分子的偶极矩、 最负电荷及邻位Br原子数对其红外振动强度、 生物富集性和毒性单效应和综合值影响趋势一致.     

线型共轭Cx桥联双金属有机化合物

分子电子器件是近年来的一个热门课题。线型共轭Cx桥联双金属有机化合物是分子导线、分子开关等分子电子器件的模型化合物之一。本文介绍了线型共轭Cx桥联双金属有机化合物的结构、合成及光电性质。     

非晶态与晶态高聚物的分子形态

今天来讨论一个有争论的问题——关于非晶态与晶态高聚物的分子形态。有人认为,非晶态高聚物的分子形态可以用无规线团模型来描述,而另一些人则认为非晶态的分子堆砌得如此紧密,必然存在着局部有序性,例如分子链互相平行成为链束等等;晶态高聚物中的分子形态,人们熟知的是折选链模型。下面将从最近的理论及实验证据说明非晶态高聚物的局部有序模型及晶态高聚物的折迭链模型都是不正确的。     

用一种新式的串珠分子模型来介绍分子的点群

利用生活中常见的串珠编制分子模型,得到了一系列属于不同点群的C84同分异构体的串珠分子模型。这些模型可作为可视化教具,帮助学生理解抽象的分子点群的相关知识,也可以作为科普产品向大家介绍与对称性相关的知识。     

基于虚拟筛选策略发现新型潜在JAK3小分子抑制剂

利用已知活性的分子采用基于配体的策略构建药效团模型,通过基于类药规则、药效团模型、多种精度的分子对接算法、MM/GBSA结合能预测以及ADMET筛选手段对含约250万个分子的数据库进行虚拟筛选。发现5种JAK3抑制剂的新型骨架,其中6个以1-苯基咪唑烷-2-酮为骨架的分子在与JAK3激酶的结合能以及分子的ADMET性质评价方面均表现优异,具备高JAK3抑制剂潜力,被认为是虚拟筛选的命中分子。     

利用浮动电荷力场对N-甲基乙酰胺水溶液的分子动力学模拟

利用原子键电负性均衡结合分子力场方法(ABEEM/MM)对N-甲基乙酰胺(NMA)分子的水溶液体系进行了分子动力学模拟. 与经典的力场模型相比, 该方法中的静电势包含了分子内和分子间的静电极化作用, 以及分子内电荷转移影响, 同时加入了化学键等非原子中心电荷位点, 合理体现了分子中的电荷分布. 相对其它极化力场模型, 该模型具有计算量较小的特点. 在该模型下对NMA纯溶液和其水溶液体系进行了分子动力学模拟, 得到的径向分布函数、汽化热和偶极矩等物理量与实验值和其它极化力场方法符合很好, 合理描述了溶质与溶剂之间的静电极化和分子内的电荷转移.     

具有光控功能的两种氮氧自由基体系磁偶合作用的理论研究

采用密度泛函结合对称性破损态(DFT-BS)方法, 通过计算具有光控磁性分子开关功能的二氮氧自由基二芳基乙烯化合物的磁偶合常数, 合理解释了其分子结构发生开环和闭环变化时, 分子磁性发生的改变．同时设计了二氮氧自由基二甲基二氢化芘分子光控开环和闭环模型, 并用同样的方法计算了模型分子的磁偶合常数, 发现这些模型分子的磁行为类似于二氮氧自由基二芳基乙烯化合物, 有可能也具有光控磁性分子开关功能．     

基于支持向量学习机方法的人体小肠吸收药物活性的预测

为了预测分子在人体小肠中的吸收,本文计算了表征分子的电子、拓扑、几何结构、分子形状等特征的102个分子描述符,用遗传算法变量选择方法使描述符减少到47个。体系共包含了230个化合物分子,69个不能被吸收(mA-),161个可以被吸收(HIA )。对建立的SVM模型,用5重交叉验证和独立测试集进行验证,预测正确率分别达到79．1％和77．1％,结果具有较好的一致性。在模型验证中,通过聚类分析方法组合训练集和测试集,保证了模型的稳定性,提高了建模效率。