胰岛素样生长因子及其结合蛋白的作用机理研究

胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF),主要由IGF1和IGF2、胰岛素样生长因子受体(IGF receptor,IGFR)I型和II型,以及胰岛素样生长因子结合蛋白(IGF binding protein,IGFBP)家族组成.实验中发现IGFBP可以抑制IGF2促肿瘤生长的活性,但二者之间的结合位点并不清晰.计算化学可以对蛋白质的结合亲和力进行预测,在药物设计领域中具有非常重要的作用.因此使用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟对IGFBP6与IGF2之间的结合位点进行了扫描式搜索,通过对RMSD(Root Mean-Square Displacement)、相互作用能、有效吸附残基、接触面积等分析,发现IGF2与IGFBP6的结合位点主要集中于C端结构域,其中Arg、Gln、His、Asp、Glu、Asn等极性残基贡献最多,它们主要通过静电相互作用来促进IGFBP6-IGF2复合体系之间的结合.这些结果不仅有助于构建IGFBP6与IGF2二者相互作用的网络图谱,还可以用于推测IGF家族中蛋白质的未知功能,对了解生命活动的本质具有重要意义.     

一种不同地面分辨率图像的拼接算法

航空遥感监测中变焦镜头的广泛应用以及飞行高度的变化会获得不同地面分辨率的航空影像,因此为了实时监控到飞行区域的整体情况,需要对不同地面分辨率的图像进行拼接。提出了针对不同地面分辨率图像进行拼接的方法。首先用四分法对图像进行分割,检测变化倍率,选择配准策略;然后用基于加速鲁棒性特征(Speeded-Up Robust Features,SURF)的算法对相邻图像进行拼接。获得了焦距变化从高倍过渡到低倍,或从低倍过渡到高倍的拼接图像。通过航空变焦模拟影像的拼接实验和地面变焦影像的拼接实验表明,该方法能够对不同地面分辨率的图像进行拼接,且拼接结果均以高分辨率为基准。     

氯化钠水溶液结构的研究

利用上海光源(SSRF)的第三代同步辐射光源测定室温下摩尔浓度分别为0.172 mol/L、0.343 mol/L、0.699 mol/L、1.064 mol/L、2.832 mol/L、3.910 mol/L、5.289 mol/L的NaCl水溶液的X射线散射数据。由X射线散射数据可知，随着NaCl水溶液浓度的增大，X射线散射曲线的特征峰由12.6°到13.4°发生偏移。运用Pair Distribution Function(PDF)理论对X射线散射数据进行处理，得到了不同浓度NaCl水溶液及纯水的差值对分布函数，其中的O-O峰随着浓度的增大逐渐分裂为两峰，O-O峰位在0.282 nm处。利用分子动力学模拟研究不同浓度的NaCl水溶液，表明Na+、Cl-的引入对水分子的氢键结构有一定的破坏，当浓度大于15%时，这种效果尤其明显。Na+、Cl-均存在两层水化层，各离子间配位数随浓度的增大而减少。H2O分子的自扩散系数远大于Na+和Cl-的自扩散系数，后两者的值随浓度的增大逐渐减少，Na+和Cl-的水化半径均随浓度增大而降低。     

离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响

酸性环境引发的岩石孔隙表面溶解增加了孔隙内水溶液的盐离子浓度,破坏了孔隙的表面结构.本文采用分子动力学模拟的方法研究了纳米级岩石孔隙内水溶液的流动特性,分析了盐离子浓度和孔隙表面结构对水流速度分布的影响及原因.研究结果表明:纳米级岩石孔隙内的水溶液流动符合泊肃叶流动特性,流速呈"抛物线"分布;随盐离子浓度增加,水溶液内部氢键网络变得更为致密,水黏度随其呈线性增长;水溶液中离子浓度越大,孔隙表面对水流动的阻力越大,最大流速越小,速度分布的"抛物线"曲率半径越大;岩石孔隙表面结构的破坏改变了流动表面的粗糙程度,增加了孔隙表面对H2O分子的吸引力.随表面结构破坏程度的增大,水溶液在近壁区域的密度增大,流速降低;当表面破坏程度达到50%时,水溶液在近壁区域出现了明显的负边界滑移现象.     

激酶ABL与肉豆蔻酰位点小分子作用机理的分子动力学模拟及自由能计算

采用分子动力学方法研究激酶ABL 与ATP 位点小分子imatinib、P16 及变构位点小分子STJ、MS7、MS9、3YY、MYR等的结合, 并用GBSA (generalized Born surface area)方法将结合自由能分解到各残基. 自由能计算结果表明, 小分子STJ、MS7、MS9 有利于imatinib 与ABL 结合; 小分子STJ、MS7、MS9 与激酶ABL的结合自由能接近, 绝对值均大于ABL 与3YY、MYR 的结合自由能. 能量分解表明, ABL 残基ILE502、VAL506、LEU510与STJ和MYR的相互作用是αI 螺旋处于弯曲状态的重要原因. 模拟过程中ABL肉豆蔻酰口袋残基均方根偏差(RMSD)变化值表明, STJ等小分子抑制剂与ABL结合后降低了肉豆蔻酰口袋残基的柔性.     

径向电场对纳米管中水分子通量的影响

水分子在纳米通道中的运动对于生命活动、纳米器件的设计等都有着重要的意义. 现在已经证实, 在(6,6)的碳纳米管中, 水分子会以单分子水链的形式协同通过碳纳米管. 但是如何控制水分子的流量仍然是一个困难的课题. 本文研究了在径向电场作用下, 碳纳米管中水分子通量的变化趋势和碳纳米管的开关行为.发现在碳纳米管两端存在200 MPa的压力差时, 电场强度从1 V·nm^-1增加到3 V·nm^-1, 水分子通量线性减小. 当径向电场强度增加到3 V·nm^-1时, 碳纳米管处于关闭状态, 水分子无法通过碳纳米管. 进一步, 我们发现水偶极与碳纳米管管轴夹角的平均值的概率分布和翻转频率都与水分子在纳米管中的个数有很大关系.     

氢键准则在DMSO水溶液中应用的评价

利用分子动力学模拟方法, 分别采用几何准则和能量准则分析了不同浓度下的二甲基亚砜(DMSO)水溶液的氢键统计和动力学等特性. 结果显示, 两种氢键准则可以很好地反映出溶液的氢键性质随浓度的变化趋势. 通过分析比较发现, 由于几何准则不能有效地排除具有弱对势能的分子对, 因此其统计的氢键数量要大于能量准则的结果.此外, 能量准则对于分子间相对取向的区分存在不足, 进而引起氢键寿命的计算结果偏大.因此,为使氢键分析更加准确, 本文建议使用几何-能量混合型氢键准则.     

水分子对α相CL-20热分解机理影响的分子动力学研究

研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)晶体不同晶型在不同温度下的反应机理, 对于深入认识含能材料在极端条件下的冲击起爆、冲击点火和爆轰过程等具有重要意义. 基于反应力场, 研究水分子在纯α相CL-20及其水合物的晶体结构中数量随时间的变换, 分析水分子对两种体系的初始分解和第二阶段的分解路径的影响. 计算结果表明: CL-20 分子的初始分解路径与水分子无关, 第二阶段的分解反应与水分子有关. 在低温(T<1500 K)下, 水分子对两种体系没有影响, 二者的初始分解路径均为N-NO₂键生成NO₂自由基; 在1500 K≤T≤2500 K时, 水分子作为反应物或与NO₂、、OH自由基等组成催化体系, 生成O₂、H₂O₂等产物, 加速水合物体系在高温下的第二阶段反应, 使得高温下水合物体系的化学反应速率和反应生成的NO₂自由基的数量比纯CL-20体系的化学反应速率和反应生成的NO₂自由基的数量大; 在T>2500 K时, 水分子的催化反应抑制CL-20初始分解反应, 使得在3000 K时纯CL-20体系的反应速率大于水合物体系中CL-20的反应速率.     

用加速溶剂萃取及制备型高效液相色谱法从烟梗中制取多酚对照品

提出用加速溶剂萃取及制备型高效液相色谱方法从烟梗中提取、制备多酚对照品的方法。样品粉碎后以乙醇(80+20)溶液为萃取溶剂经加速溶剂萃取仪在110℃静态萃取10min,提取液氮气吹扫60s后过MCI树脂和Sephadex LH 20凝胶净化,流出液用丙酮定容后,先通过制备型高效液相色谱初步分离,再通过半制备高效液相色谱进一步分离,得到5个多酚类化合物,经核磁共振波谱法鉴定分别为芸香苷、绿原酸、槲皮素、柚皮素和咖啡酸甲酯。5个多酚类化合物的纯度均大于99%,故可用作多酚对照品。     

加速溶剂萃取-气相色谱法测定木材中五氯酚残留量

提出了气相色谱法测定木材中五氯酚残留量的方法。样品用乙醇经加速溶剂萃取仪在100℃静态萃取10 min。采用DB-5毛细管柱分离,电子捕获检测器测定五氯酚含量。五氯酚的质量浓度在0.01～50 mg·L^-1范围内与峰面积呈线性关系,方法的检出限（3S/N）为0.01 mg·kg^-1。以木材样品为基体,进行加标回收试验,回收率在94.2%～98.2%之间,测定值的相对标准偏差（n=6）小于4%。