MMP-2和Hydroxamate类抑制剂绝对自由能的计算

采用基于线性响应近似的自由能计算方法计算了一类hydroxamate抑制剂和MMP-2的绝对结合自由能。计算中,催化锌离子和MMP-2以及配体之间采用了非键模型。分子动力学模拟结果显示,采用非键模型时,催化Zn离子采用五配位的形式,但配位键的形式和初始结构比较有很大的差别。通过拟合,分别得到了单参数、双参数以及三参数的自由能预测模型,其中,含有常数校正项的三参数模型具有最佳的预测能力,预测自由能和实际自由能之间平均绝对误差仅为2.38kJ/mol。     

CDK2-抑制剂结合自由能计算

细胞周期蛋白依赖性激酶Ⅱ(cyclin-dependent kinase 2,CDK2)是一种重要的治疗癌症的靶标.本文中采用分子动力学取样,运用MM-PBSA/GBSA两种方法计算了CDK2-NU6102复合物的绝对结合自由能.通过能量分解的方法考察了CDK2大分子主要残基与配体NU6102之间的相互作用和识别.     

HIV-1蛋白酶与抑制剂作用的结合自由能计算

HIV-1蛋白酶是治疗艾滋病的重要靶标酶之一. 采用分子动力学模拟, 运用MM-PBSA方法计算了HIV-1蛋白酶与三个抑制剂BE4, BE5和BE6的结合自由能, 结果表明抑制剂P₁/ 位置的苄基上双氟原子的不同位置对结合自由能产生不同的影响. 通过能量分解的方法考察了HIV-1蛋白酶的主要残基与三个抑制剂间的相互作用与识别, 结果表明三个抑制剂以相同的作用模式与HIV-1蛋白酶结合, 计算结果与实验结果基本吻合.     

FKBP12蛋白与其抑制剂结合的分子动力学模拟和结合自由能计算

FKBP12 (FK506-binding protein-12)是一种具有神经保护和促神经再生作用的蛋白. 采用分子动力学模拟取样, 运用MM-GBSA方法计算了FKBP12和3个抑制剂(GPI-1046, 308和107)的绝对结合自由能, GPI-1046的结合能最小, 308小于107的结合能. 通过能量分解的方法考察了FKBP12蛋白的主要残基与抑制剂之间的相互作用和识别, 计算结果表明: 3个抑制剂具有相似的结合模式, Ile56和Tyr82主要表现为氢键作用, Tyr26, Phe46, Val55, Ile56, Trp59, Tyr82, Tyr87和Phe99形成疏水作用区. 计算结果和实验结果吻合.     

Hydroxamate类抑制剂与MMP-2的分子对接研究

通过分子动力学模拟研究了MMP-2和hydroxamate抑制剂之间的作用模式。在分子动力学模拟中,对于催化区的锌离子和其共价结合的配体(包括抑制剂和组氨酸)采用了键合的模型。从模拟的结果可以看到,R^1取代基和MMP-2的S1疏水口袋中的部分残基能形成很好的几何匹配,从而可以产生很强的范德华和疏水相互作用。模拟结果也表明,两个抑制剂和MMP-2之间分别能形成5个和8个氢键,抑制剂B比A活性更高的原因就是能够形成更加有利氢键作用模式。在整个模拟过程中,催化锌都能保持好的五配位形式,配位键的长度也处于稳定的状态,预测得到的MMP-2和其抑制剂的相互作用模式对于全新抑制剂的设计提供了非常重要的结构信息。     

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.     

新型二氟甲基磷酸类酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B抑制剂的分子动力学模拟和结合自由能计算

通过分子对接建立了一系列含二氟甲基磷酸基团(DFMP)或二氟甲基硫酸基团(DFMS)的抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B(PTP1B)的相互作用模式, 并通过1 ns的分子动力学模拟和molecular mechanics/generalized Born surface area (MM/GBSA)方法计算了其结合自由能. 计算获得的结合自由能排序和抑制剂与靶酶间结合能力排序一致; 通过基于主方程的自由能计算方法, 获得了抑制剂与靶酶残基间相互作用的信息, 这些信息显示DFMP/DFMS基团的负电荷中心与PTP1B的221位精氨酸正电荷中心之间的静电相互作用强弱决定了此类抑制剂的活性, 进一步的分析还显示位于DFMP/DFMS基团中的氟原子或其他具有适当原子半径的氢键供体原子会增进此类抑制剂与PTP1B活性位点的结合能力.     

新型二氟甲基磷酸类酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B抑制剂的分子动力学模拟和结合自由能计算（英文）

通过分子对接建立了一系列含二氟甲基磷酸基团（DFMP）或二氟甲基硫酸基团（DFMS）的抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B（PTP1B）的相互作用模式,并通过1ns的分子动力学模拟和molecular mechanics/generalized Born surface area（MM/GBSA）方法计算了其结合自由能.计算获得的结合自由能排序和抑制剂与靶酶间结合能力排序一致;通过基于主方程的自由能计算方法,获得了抑制剂与靶酶残基间相互作用的信息,这些信息显示DFMP/DFMS基团的负电荷中心与PTP1B的221位精氨酸正电荷中心之间的静电相互作用强弱决定了此类抑制剂的活性,进一步的分析还显示位于DFMP/DFMS基团中的氟原子或其他具有适当原子半径的氢键供体原子会增进此类抑制剂与PTP1B活性位点的结合能力.     

基于几何约束的蛋白质-配体准确结合自由能计算

蛋白质-配体的结合过程伴随着复杂的结构变化,在分子模拟可及的时间尺度内难以完全捕获,这使得准确估计蛋白质-配体的结合自由能十分困难.一种有效的解决途径是采用几何约束减小需要采样的构象空间,再通过后处理方式扣除约束的影响.本文综述了三种几何约束策略——漏斗状约束、球形约束和七自由度约束与自由能计算算法结合准确计算结合自由能的原理和进展,重点概述理论严谨的七自由度约束的最新进展以及与Alchemistry或重要性采样方法的联用策略,最后,讨论了如何针对不同体系选择合适的计算策略以及蛋白质-配体准确结合自由能计算在药物设计等领域中的挑战和前景,并提出了将上述方法进一步运用于研究更复杂的蛋白质-蛋白质问题的可能性.     

胰蛋白酶和苯酰氨类抑制剂结合自由能的预测

用基于线性响应近似的自由能预测方法计算胰蛋白酶和苯酰氨类抑制剂的结合 自由能。计算结果表明,单参数,双参数和三参数模型具有相似的线性回归系数, 但三参数和双参数模型的交互验证回归系数要明显优于单参数模型。从预测能力来 看,双参数模型和三参数模型都能够很好地预测测试集中抑制剂的结合自由能,其 中双参数模型预测的结果要略优于三参数模型的预测结果。对测试集中的抑制剂, 双参数模型预测得到的预测自由能和实际自由能之间平均绝对误差仅为1.15 kJ/mol。自由能计算模型以及分子动力学轨迹能很好地解释抑制剂结构和活性的 关系,为药物设计提供了重要的结构信息。     

(CX3)2Y型分子内旋转能谱的微扰近似解

将(CX3)2Y型分子内旋转Hamilton去耦, 应用无波函数微扰理论, 导出内旋转能谱的微扰近似解, 对(CH3)2S的扭转频率计算与实验很好符合。     

乙硼烷的简正振动频率和光谱熵

本文用群论方法讨论了Coriolis微扰,认为950cm~(-1)为ν_9是合理的.按非刚性转子-谐振子模型,采用直接加和法计算转动、振动配分函数.应用Cromemco微处理机计算了100～2500K范围内~(10)B_2H_6和~(11)B_2H_6的光谱熵.     

d^3的C2v电子能级和CoCl4^2电子光谱解析

本文计算了d^3电子组态在C2v场中的全部能量矩阵元, 微扰算符包括静电算符、晶场算符和旋轨偶合算符, 讨论了拟合了Cs2CoCl4的电子光谱。     

锌酞菁类染料的氧化还原电位研究

金属酞菁染料对红光及近红外光有强吸收,并且具有半导体的性能。由于它具有性质稳定,合成方便等特点,这类染料在传统的染料、颜料工业中有着重要的地位;近年来在太阳能的利用,氧化还原反应的光敏化等方面引起了人们很大的注意。由于一般的金属酞菁染料的溶解度很差,常使它们的应用受到限制。为此,我们合成了一系列在环上带有各种取代基的锌酞菁染料(ZnPcR),以改善其溶解度,并对它们的氧化还原电位和分子结构与轨道能级之间的关系进行了研究。     

[2~3]Cyclophanes电子结构的理论研究

用改造的重叠模型多重散射X~α自洽场方法计算环芳类化合物[2~3]cyclophanes的电子结构, 分析该类分子中分子轨道通过空间和通过键的相互作用,单键连接桥.双键连接桥对通过键相互作用的影响, 用过渡态理论方法计算分子前线分子轨道的电离能,理论结果与紫外光电子能谙符合较好.     

共轭体系分子轨道能的共振同系规律

同系线性规律已有较多研究.最近戴乾圜等用共振论阐释了同系线性规则,提出了共振同系因子,并用式(1)计算了电子吸收光谱数据的线性相关性.     

Ab initio方法研究CH~3+OClO反应的可能通道

利用abinitio方法研究了CH~3+OClO反应的三个可能通道,首次应用UMP2(full)/6-31G(d,p)方法得到各反应物、产物、中间物及过渡态的优化构型和谐振频率;然后采用G2MP2理论计算各通道反应焓变和势垒高度。理论计算表明产物通道CH~2O+HOCl是最可能发生的途径,反应放热为443.80kJ·mol^-^1。可能的反应过程为：CH~3和OClO自由基先经无垒过程生成了一个富能中间物,继而通过较低的势垒解离成HOCl+H~2CO。     

氢原子在平坦金属锂(100)面上表面扩散行为的ab initio研究

本文用Li7(4,3)-H和Li9(5,4)-H小原子簇模拟氢原子在平坦金属锂(100)面吸附体系, 取小基组作了各吸附位吸附势能曲线及相应分子轨道能级图、吸附和表面扩散势能面的ab initio研究。结果表明, 氢原子优先吸附在配位数较高的吸附位上, 并倾向于由高配位数吸附位向低配位数吸附位迁移, 表面扩散各向异性, 扩散跳跃步长与锂单晶晶格原子间距数量级相同。从吸附和表面扩散势能确定了最低能量表面扩散途径, 分析了原子在平坦金属表面上迁移的微观过程。     

NdP5O14晶体的晶场参数

NdP5O14晶体是一种高钕浓度的化学计量比的新型激光材料,它在高的Nd(III)浓度下荧光几乎不发生猝灭.本效计算了它的主要晶场参数,以深入了解它的光学性质.