抑制剂Benzamidine与胰岛素作用机制的分子动力学和结合自由能计算研究

氢键和极性相互作用在抑制剂-蛋白结合专一性识别过程中起到重要作用.抑制剂Benzamidine(BEN)与胰岛素trypsin相互作用机制的阐明有助于胰岛素高效抑制剂的研发.本文采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Poisson Boltzmann surface area)从原子层次上研究BEN与胰岛素的结合模式.结果表明抑制剂BEN的脒基不仅与Asp189的羰基产生静电相互作用,而且与残基Ser190和Gly214形成氢键相互作用.基于残基能量分解的计算表明抑制剂的苯基与残基His58,Cys191,Gln192,Trp211,Gly212和Cys215形成有利于抑制剂结合的疏水性相互作用.期望当前的研究能为胰岛素有效抑制剂的研发提供重要的理论指导.     

抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶作用模式的结合自由能计算研究

本文采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的作用机制。研究结果表明范德华作用主导了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的结合。基于残基的自由能计算表明残基Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Gly27′、Ala28′、Ile50′和Ile84′与G4G产生了较强的相互作用,同时研究也表明CH-π,CH-O相互作用和氢键是其主要的作用形式。该研究能为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导。     

抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶作用模式的结合自由能计算研究

本文采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的作用机制。研究结果表明范德华作用主导了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的结合。基于残基的自由能计算表明残基Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Gly27′、Ala28′、Ile50′和Ile84′与G4G产生了较强的相互作用,同时研究也表明CH-π,CH-O相互作用和氢键是其主要的作用形式。该研究能为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导。     

分子动力学研究抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制

采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制. 研究结果表明范德瓦尔斯作用主控了APV与HIV-1蛋白酶的结合. 采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明9个残基Gly27、Ile32、Val47、Ile50、Ile84、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Arg87′与APV产生了大于1.0 kcal/mol的强相互作用,而且证明CH-π,CH-O相互作用和极性作用是其结合的主要形式. 期待该结果可以为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导.     

分子动力学研究抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制

采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制. 研究结果表明范德瓦尔斯作用主控了APV与HIV-1蛋白酶的结合. 采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明9个残基Gly27、Ile32、Val47、Ile50、Ile84、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Arg87′与APV产生了大于1.0 kcal/mol的强相互作用,而且证明CH-π,CH-O相互作用和极性作用是其结合的主要形式. 期待该结果可以为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导.     

分子动力学研究抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制

采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂APV与HIV-1蛋白酶的作用机制.研究结果表明范德瓦尔斯作用主控了APV与HIV-1蛋白酶的结合.采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明9个残基Gly27、Ile32、Val47、Ile50、Ile84、Ala28'、Gly49'、Ile50'和Arg87'与APV产生了大于1.0 kcal/mol的强相互作用,而且证明CH-π,CH-O相互作用和极性作用是其结合的主要形式.期待该结果可以为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导.     

抑制剂8Q9和8QC与bromodomain结构域蛋白4作用机理的分子动力学研究

Bromodomain结构域蛋白4（bromodomain-containing protein 4,BRD4）已成为治疗多种疾病药物设计的重要靶标. 最近在实验上发现了几种有效的靶向BRD4的抑制剂,但具体的抑制机理尚不清楚．此工作采用分子动力学模拟,动态相关性分析和结合自由能计算研究抑制剂8Q9和8QC与BRD4(1)的结合模式．分子动力学分析表明抑制剂结合对BRD4(1)的结构柔性产生重大影响．同时动态相关性分析进一步表明抑制剂结合极大地改变了BRD4(1)的运动模式．结合自由能计算结果表明范德华相互作用是抑制剂与BRD4(1)结合的主要驱动力．采用基于残基的自由能分解方法评估了分离残基对抑制剂结合的贡献,数据表明氢键相互作用和疏水相互作用是影响抑制剂与BRD4(1)结合的关键因素．本研究有望为设计和开发靶向BRD4的抑制剂提供有意义的理论指导．     

HIV-1蛋白酶与抑制剂BEG相互作用的分子对接计算研究

本文使用分子对接方法和MM/PBSA方法计算抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合自由能,结果表明范德华相互作用主宰了BEG与HIV-1蛋白酶的结合,同时计算还证明分子对接采用的分子力场相比于Amber力场更适合于BEG-HIV蛋白酶系统。这篇论文还采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明残基Leu23、Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Asp25′、Gly27′、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Ile84′与BEG产生了较强的相互作用,同时也证明CH-π和CH-O相互作用驱动了抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合。我们期望这个研究能为艾滋病治疗药物的合理化设计提供理论上的指导和实验上的参考。     

抑制剂8CA与脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)结合模式的分子动力学研究

脂肪细胞脂肪酸结合蛋白A-FABP(Adipocyte fatty-acid binding protein)是治疗脂质调节生物过程相关疾病的重要靶标.采用分子动力学模拟和MM-PBSA方法研究抑制剂8CA与A-FABP结合模式,结果表明静电相互作用和范德华作用驱动了抑制剂8CA与A-FABP的结合.基于残基的能量分解表明抑制剂8CA与R126间的极性相互作用为抑制剂与A-FABP的结合提供了重要贡献,该残基与8CA的相互作用较好地稳定了抑制剂与A-FABP复合物的稳定性.期望该研究可为治疗炎症、动脉硬化和代谢病药物设计提供一定的理论指导.     

抑制剂8CA与脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)结合模式的分子动力学研究

摘要：脂肪细胞脂肪酸结合蛋白A-FABP(Adipocyte fatty-acid binding protein)是治疗脂质调节生物过程相关疾病的重要靶标. 分子动力学模拟和MM-PBSA方法被采用研究抑制剂8CA与A-FABP结合模式. 研究结果表明静电相互作用和范德华作用驱动了抑制剂8CA与A-FABP的结合。基于残基的能量分解表明抑制剂8CA与R126间的极性相互作用为抑制剂与A-FABP的结合提供了重要贡献. 该残基与8CA的相互作用较好地稳定了抑制剂与A-FABP复合物的稳定性. 我们期望这个研究能为治疗炎症、动脉硬化和代谢病药物设计提供一定的理论指导。     

Fluorimetric study of interaction of benzidine with trypsin

The interaction of benzidine (BEN) with trypsin was studied by fluorescence spectrum. It was shown that BEN has quenched the fluorescence launching from trypsin by reacting with it and forming a certain kind of new complex. The quenching and energy transfer mechanisms were discussed. The binding constants and thermodynamic parameters at three different temperatures, the binding locality, and the binding power were obtained. The conformation of trypsin was discussed by synchronous and three-dimensional fluorescence techniques.     

抑制剂8CA与脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)结合模式的分子动力学研究

摘要：脂肪细胞脂肪酸结合蛋白A-FABP(Adipocyte fatty-acid binding protein)是治疗脂质调节生物过程相关疾病的重要靶标. 分子动力学模拟和MM-PBSA方法被采用研究抑制剂8CA与A-FABP结合模式. 研究结果表明静电相互作用和范德华作用驱动了抑制剂8CA与A-FABP的结合。基于残基的能量分解表明抑制剂8CA与R126间的极性相互作用为抑制剂与A-FABP的结合提供了重要贡献. 该残基与8CA的相互作用较好地稳定了抑制剂与A-FABP复合物的稳定性. 我们期望这个研究能为治疗炎症、动脉硬化和代谢病药物设计提供一定的理论指导。     

Studies on the Interactions of 2, 4-Dinitrophenol and 2, 4-Dichlorphenol with Trypsin

The interactions of 2, 4-dinitrophenol and 2, 4-dichlorphenol with trypsin were investigated by fluorescence, synchronous fluorescence, and three-dimensional fluorescence spectra techniques under physiological pH 7.40. The 2, 4-dinitrophenol and 2, 4-dichlorphenol effectively quenched the intrinsic fluorescence of trypsin via static quenching. The process of binding 2, 4-dinitrophenol and 2, 4-dichlorphenol with trypsin was a spontaneous molecular interaction procedure. The electrostatic repulsion does favor the interaction between 2, 4-DNP and trypsin. However, the interaction of 2, 4-DCP and trypsin can be explained on the basis of hydrogen bonding and van der Waals. The results of synchronous fluorescence spectroscopy and three-dimensional fluorescence spectra indicated that the structure of these trytophan and tyrosine residues environments were altered by 2, 4-DNP and 2, 4-DCP.     

Characterization of aromatic-thiol π-type hydrogen bonding and phenylalanine-cysteine side chain interactions through ab initio calculations and protein database analyses

In this study, the aromatic-thiol π hydrogen bonding and phenylalanine-cysteine side chain interactions are characterized through both molecular orbital calculations on a C₆H₆-HSCH₃ model complex and database analyses of 609 X-ray protein structures. The aromatic-thiol π hydrogen bonding interaction can achieve a stabilization energy of 2.60 kcal mol^?1, and is stronger than the already documented aromatic-hydroxyl and aromatic-amino hydrogen bonds. However, the occurrence of the aromatic-thiol hydrogen bond is rather rare in proteins. This is because most of the thiol groups participate in the formation of either disulphide bonds or stronger S—H…O (or N) ‘normal’ hydrogen bonds in a protein environment. Interactions between the side chains of phenylalanine and cysteine residues are characterized as the phenyl(Phe)(HSCH₂-)(Cys) interaction. The bonding energy for such interactions is approximately 3.71 kcal mol-¹ and is achieved in a geometric arrangement with an optimal phenyl(Phe)-(HS-)(Cys) π-type hydrogen bonding interaction. The interaction is very sensitive to the orientation of the two lone electron pairs on the sulphur atom relative to the π electron cloud of the phenyl ring. Accordingly, the interaction configurations that can accomplish a significant bonding energy exist only within a narrow configurational space. The database analysis of 609 experimental X-ray protein structures demonstrates that only 268 of the 1620 cysteine residues involve such phenylalanine-cysteine side chain interactions. Most of these interactions occur in the form of π (aromatic)-lone pair(sulphur) attractions, and correspond to a bonding energy less than 1.5 kcal mol^?1. A few were identified as the aromatic-thiol hydrogen bond with a bonding energy of 2.0–3.6 kcal mol^?1.     

光谱法和分子对接模拟技术研究托拉塞米与胃蛋白酶和胰蛋白酶的相互作用

托拉塞米(TOR)属于吡啶磺酰脲类袢利尿剂,被广泛有效地用于高血压,心脏衰竭,慢性肾功能衰竭和肝脏疾病的治疗。TOR在治疗过程中易引起的不良反应之一为轻微肠胃不适。然而,TOR与消化蛋白酶(胰蛋白酶和胃蛋白酶)分子间的相互作用鲜有报道。在模拟生理条件下,采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱和分子对接技术研究了不同温度下托拉塞米(Torasemide, TOR)与胃蛋白酶(Pepsin)和胰蛋白酶(Trypsin)间的相互作用。所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。结果表明,TOR-Pepsin和TOR-Trypsin体系的猝灭常数(K_SV)均与温度呈负相关,说明TOR与Pepsin及Trypsin之间的作用机制均为静态荧光猝灭。利用紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、3D荧光光谱和圆二色光谱法考查了TOR对Trypsin和Pepsin构象的影响。结果发现胃蛋白酶或胰蛋白酶中酪氨酸残基的极性改变较色氨基更明显,TOR可改变色氨酸残基的微环境并降低Trypsin和Pepsin中β-折叠结构,进而可能影响其生理功能。分子对接结果表明,TOR与Pepsin的结合位点位于由Asp-32和Asp-215组成的活性中心周围,从而抑制Pepsin活性。而TOR通过疏水作用力结合在Trypsin的口袋型底物结合位点(S1口袋),促进底物进入酶活性中心,最终表现为Trypsin活性升高。该研究探讨了TOR与胃蛋白酶和胰蛋白酶的结合作用和毒性机制,为TOR的安全使用提供重要依据。     

光谱法结合分子对接模拟技术研究头孢他啶与胰蛋白酶的相互作用机理

本文主要通过荧光光谱法与分子对接技术研究了在298,303,310 K温度下头孢他啶(CFD)与胰蛋白酶(TRP)之间的作用机制。研究结果表明,CFD与TRP之间是通过1∶1的静态猝灭方式相互作用。依照双对数方程处理荧光猝灭数据得到了CFD与TRP作用的结合常数Ka和结合位点数n。通过热力学方程求得了不同温度下CFD与TRP作用的热力学参数。实验数据表明,它们之间的作用力主要是疏水作用和氢键作用,这与分子对接技术所得的结果是一致的。     

Insight into binding modes of p53 and inhibitors to MDM2 based on molecular dynamic simulations and principal component analysis

Inhibition of the p53–MDM2 interaction is a new therapeutic strategy to activate the wild-type function of p53 in tumors. Molecular dynamics (MD) simulations and calculations of binding free energies were performed to investigate the binding mechanisms of p53 and two inhibitors PMI and VZV to MDM2. The results show that van der Waals interaction is the main force to control the bindings of ligands to the hydrophobic cleft of MDM2, which basically agrees with the previous calculated and experimental studies. The results from the RMSF calculation, cross-correlation analysis and principal component (PC) analysis prove that the ligand bindings produce a significant effect on the conformation of the binding cleft of MDM2. In addition, the calculations of residue-based free energy decomposition suggest that the CH–CH, CH–π, and π–π interactions dominate the bindings of p53 and inhibitors to MDM2. This study can provide significant help for the design of potent inhibitors targeting the p53–MDM2 interaction.     

分子动力学和丙氨酸变异研究MDM2与抑制剂P4的结合模式

抑制p53-MDM2相互作用已经成为癌症治疗的新途径.采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法研究了肽类抑制剂P4与MDM2的结合模式.研究表明P4与MDMD2疏水性裂缝的范德华作用是抑制剂结合的主导力量。采用丙氨酸变异计算研究了P4与MDM2的作用热区.结果表明残基Lys51,Leu54,Leu57,Ile61,Met62,Tyr67,Gln72,His73,Val93,His96和Ile99的丙氨酸变异导致了范德华作用的降低,而对极性相互作用几乎没有产生影响,同时也证明这些残基处于P4与MDM2作用表面的热区,对抑制剂的结合有重要贡献,这能为抗癌药物的设计提供理论上的指导.