静电和疏水效应对TGEV主蛋白酶二聚体稳定性的影响

从TGEV 3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV 3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对TGEV 3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH值为5.5～8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都较小,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在,这符合实验结晶所需条件.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.     

基于HPPK靶标酶的分子对接研究——金属离子Mg2＋的影响

6-羟甲基-7,8-二氢喋呤磷酸化酶(HPPK)催化细菌进行叶酸合成反应中的第一步, 即焦磷酰从三磷酸酰酐(ATP)转移到6-羟甲基-7,8-二氢喋呤(HP), 被认为是基于结构虚拟筛选新型抗生素的理想靶标. 本工作分别以HPPK和含有金属离子Mg^2＋的HPPK为受体, 以底物类似物为配体进行了对接, 发现活性口袋大小、金属镁离子对对接结果有较大的影响. 特别是金属镁离子的加入不仅可大大提高对接结果的可信度, 同时可增加虚拟筛选的命中率. 这一结果将为设计新的HPPK抑制剂提供一定的理论指导.     

甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白之间结合模式的研究

采用实验和计算的方法研究了甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白之间的结合作用.荧光法测得甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白形成一种类型的复合物,结合常数为1.7×10⁵ L&;#8226;mol^－1,有1.05个平均结合位点；微量热法测得该药物-蛋白结合过程中焓变为1.03 kJ&;#8226;mol^－1,熵变为101.28 J&;#8226;K^－1&;#8226;mol^－1,反应为熵驱动.用分子对接的方法预测了甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白的结合模式.计算表明,甲磺酸培氟沙星可结合在人血清白蛋白的两个药物结合位点,疏水作用即熵效应在药物与蛋白的结合中起重要作用,预测的结合自由能和实验值基本一致.     

DNA与二脒DB293复合物的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了DNA小沟与芳香二脒化合物DB293结合形成的复合物,通过5ns的模拟研究表明,DB293分子可紧密结合在DNA的AATT小沟区域,和双螺旋d[CGCGAATTCGCG]2形成稳定的复合物。DB293苯并咪唑的氮原子N2能够与DNA胸腺嘧啶碱基T7的O2原子和T19的O2原子形成两个较强的氢键,同时,其末端氨基的N3原子和T20的O2原子形成一个较弱的氢键。本文在分子水平上提供了DB293直接与双螺旋DNA相互作用的结构及复合物的动态变化情况,为设计出更高活性的芳香二脒类DNA小沟结合剂提供一定的理论依据。     

DNA小沟结合药物DB818的分子动力学模拟和结合自由能分析

采用分子动力学模拟了DNA小沟结合芳香二脒药物DB818形成的复合物. 通过5 ns的模拟研究表明: DB818药物分子可紧密结合在DNA的AATTC小沟区域, 和双螺旋d[CGCGAATTCGCG]2形成稳定的复合物. 由于噻吩硫原子的弱电负性, 使DB818能够以更大的伸展程度与DNA的小沟结合, 形成更强的结合力. DB818苯并咪唑的氮原子能够与DNA 7位和19位T碱基上的氧原子形成两个稳定的氢键, 同时, DB818末端氨基氮原子分别与DNA 的20位T碱基的氧原子和9位C碱基的氧原子形成两个氢键. 另外, 运用MM_PBSA方法计算了DB293-DNA和DB818-DNA复合物的结合自由能, 计算结合能与实验值能较好的吻合, 通过比较其结合自由能, 从热力学能量角度说明了DB818有较大的熵值与较小的焓值贡献, 从而与DNA小沟结合的结合力比DB293强. 本文在分子水平上提供了DB818直接与双螺旋DNA相互作用的结构及复合物的动态变化情况, 为设计出更高生物活性的DNA小沟结合剂提供一定的理论依据.     

基于HPPK靶标酶的分子对接研究——金属离子Mg2＋的影响

6-羟甲基-7,8-二氢喋呤磷酸化酶(HPPK)催化细菌进行叶酸合成反应中的第一步, 即焦磷酰从三磷酸酰酐(ATP)转移到6-羟甲基-7,8-二氢喋呤(HP), 被认为是基于结构虚拟筛选新型抗生素的理想靶标. 本工作分别以HPPK和含有金属离子Mg^2＋的HPPK为受体, 以底物类似物为配体进行了对接, 发现活性口袋大小、金属镁离子对对接结果有较大的影响. 特别是金属镁离子的加入不仅可大大提高对接结果的可信度, 同时可增加虚拟筛选的命中率. 这一结果将为设计新的HPPK抑制剂提供一定的理论指导.     

静电和疏水效应对SARS冠状病毒3CL蛋白酶二聚体稳定性的影响

从TGEV3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对SARS3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH=5.5～8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都具有较小的数值,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在.由于SARS3CL蛋白酶活性模式为二聚体,因此,在该pH值范围内,有利于蛋白酶保持活性.在pH=7.0条件下,蛋白酶单体之间具有最强的静电和疏水相互作用,从而使蛋白酶具有最强的活性,这与实验结果相一致.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.     

锂离子与芳香体系相互作用的量子化学研究

运用微扰MP2和密度泛函B3LYP方法在不同的基组水平上对锂离子与一系列以杂环为主的芳香化合物所形成复合物的可能构型进行了优化,获得了复合物的几何构型、电荷转移量、结合能等重要信息,对阳离子-π作用与阳离子-杂原子作用的竞争情况进行了讨论.特别是,我们发现此体系阳离子-π复合物的结合能和芳环单体中心上方一个点的静电势成很好的线性相关.揭示了锂离子与芳香杂环形成阳离子-π复合物的形成过程中静电势起着非常重要的作用;同时表明,可用芳环表面静电势来定量预测较复杂体系阳离子-π作用结合能的大小.     

DNA小沟结合二脒:水分子的识别作用

采用分子动力学模拟了DB921-DNA复合物, 通过7 ns的模拟研究表明: DB921一端的氨基氮原子与一个水分子形成氢键, 同时, 水分子又与DNA的5位A碱基的氮原子形成一个氢键. 水分子在DB921与DNA小沟结合中起了桥连的作用, 使得直线型的芳香二脒化合物DB921通过水桥与DNA小沟结合, 水分子诱导DB921分子与DNA的小沟域构型相适应, 与DNA小沟域的AATTC碱基有较强的结合作用. 在分子水平上提供了DB921与双螺旋DNA相互作用的结构及复合物的动态变化情况, 指出水分子在DNA小沟结合二脒化合物中的识别作用, 为设计出更高生物活性的DNA小沟结合剂提供一定的理论依据.     

甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白相互作用研究

以光谱技术和微量热技术相结合的方法研究水溶液中甲磺酸培氟沙星分子及其铜离子存在时与人血清白蛋白之间结合作用的机制,用荧光淬灭法测得两反应的结合常数分别为K＝1.7 × l0⁵L.mol^-1和1.61×10⁵L.mol^-1，结合位点数1.05和1.5。甲磺酸培氟沙星对人血清白蛋白的猝灭为静态猝灭。依据Fōrster非辐射能量转移机制，得到甲磺酸培氟沙星—人血清白蛋白间的结合距离。用同步荧光技术考察甲磺酸培氟沙星对人血清白蛋白构象的影响。微量热法测得甲磺酸培氟沙星与人血清白蛋白反应的△H≈0, △S﹥0 表明其作用力主要为疏水力,而甲磺酸培氟沙星分子在铜离子存在时与人血清白蛋白反应的△H﹤0并且△S﹥0表明主要是静电作用。由于焓熵互补的作用,两反应的自由能没有发生大的变化。