细胞死亡蛋白的三维结构及活性位点的理论研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法,构建了细胞死亡蛋白（CED-10）的三维结构,并预测了其可能的活性位点,为细胞死亡蛋白家族催化机理的深入研究提供了、重要的参考信息．     

细胞色素P450 2f1(CYP2f1)的三维结构模建和与维甲酸的对接研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法，模建了细胞色素P450 2f1(CYP2f1)的三维结构．在此基础上，分析了活性位点的组成和结构，并进行了与小分子(维甲酸)的对接研究．研究结果表明，His328，Ser397和Arg417对复合物的结合起重要作用．     

苯磺酰胺从碳酸酐酶II中脱离过程的分子动力学模拟

综合运用分子动力学模拟和自由能计算方法研究了苯磺酰胺分子从碳酸酐酶II (CA II)的活性位点脱离过程中底物与酶之间的动态相互作用. 脱离过程的平均力势(PMF)显示, 底物脱离时存在一个特殊的结合状态. 其中, 静电相互作用占据了主导地位. 轨迹分析显示, 除了金属离子的配位作用之外, 底物脱离路径上的关键残基Leu198、Thr199和Thr200通过与底物磺胺基的氢键作用阻碍了底物从酶中的脱离. 当前的研究对于深入认识磺胺类药物与CA II的详细结合过程和相关的药物改良与设计具有重要的指导意义.     

人类细胞色素P450 2E1酶在不同乙醇浓度下构象变化的分子动力学模拟

细胞色素P450(CYP) 2E1家族酶是一种具有双重功能的单加氧酶, 能够参与市场上6%药物的代谢而具有重要的作用. 这类酶与酒精的消耗、 糖尿病、 肥胖症以及厌食症等密切相关, 引起了广泛的研究兴趣. 目前尚未见从原子水平上对这种酶在不同乙醇浓度下构象行为的研究. 基于此, 本文研究了花生四烯酸(AA)与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下构象与能量变化的特点. 对于在不同乙醇浓度下AA与CYP2E1的复合物结构, 采用分子动力学模拟结合自由能计算的方法进行研究. 分子动力学模拟结果表明, His109和Lys243氨基酸残基对AA与CYP2E1的结合起到了至关重要的作用. 当体系的乙醇浓度较高时, AA的结合能力有所下降, 这种结合能力的下降是由于AA与CYP2E1之间氢键相互作用力的减弱所致. 本研究对于AA与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下, AA分子与CYP2E1分子结合能力下降以及CYP2E1的构象变化给出了详细的解释. 本研究工作得到的结论对于实验和理论研究均有重要意义, 可为后续细胞色素P450酶类催化活性的研究提供理论支持.     

Exendin-4中13号残基的分子动力学模拟

Exendin-4作为胰腺GLP-1受体上的一种有效的激活剂, 是一种含有39个氨基酸残基的多肽, 其第13号氨基酸Gln突变为Tyr, 使活性增强. 应用分子动力学模拟方法, 分别优化了突变前后, Exendin-4与蛋白的复合物结构, 并对整体结构的性质、静电势、相互作用模式及能量进行了分析. 阐明了Gln突变为Tyr的活性增强的内在原因, 结果表明, 突变的Exendin-4能够通过改变自身结构的局部柔性调整与蛋白受体相互作用, 从而可以改善Exendin-4与其蛋白受体的结合能力.     

双咔唑间连接方式不同引起的结构和性质变化的理论研究

利用密度泛函方法(DFT)和单激发组态相互作用(CIS)方法, 在6-31G(d,p) 基组水平下优化了咔唑分子和14种双咔唑结构异构体的基态和激发态结构, 在此基础上, 用含时密度泛函(TD-DFT)方法在相同基组水平下计算了模型分子的吸收和发射波长及电荷跃迁性质. 讨论了双咔唑构型的变化带来的性质上的变化, 与实验值相比得到了精确的计算结果. 通过双咔唑的前线轨道能量值、电离能和亲和势及重组能的变化, 全面研究了不同构型的应用, 为实验上的设计和合成提供了思路.