基于蒙特卡洛分析的稳健性优化方法——以白金纳米粒子沉积过程为例

以白金纳米粒子在超临界二氧化碳中的沉积过程的稳健性优化问题为例,首先采用Chrastil模型对白金纳米粒子的沉积过程构建溶解度拟合方程,并进行参数拟合优度分析.然后采用蒙特卡洛仿真方法分析了现有质量约束和成本约束等条件下的沉积过程溶解度最优解,并进行敏感度分析,然后对过程参数进行调整优化,进一步分析了溶解度稳健性最优解,最后提出了基于蒙特卡洛仿真分析的多种约束条件下的过程最优稳健解获取方法.     

基于分子对接、分子动力学模拟的新型酰胺-膦酸酯类hsEH抑制剂的QSAR研究

结合定量结构-活性相关(QSAR)技术和分子对接、分子动力学(MD)模拟,研究了新型酰胺-膦酸酯类衍生物与可溶性环氧化物水解酶(hsEH)结合的相互作用特征.二维QSAR模型表现出较好的拟合能力和预测能力(r~2=0.942,q2=0.918),并且模型表明酰胺-膦酸酯类衍生物中C—N键的频数对hsEH活性抑制能力具有重要影响.采用比较分子力场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)建立了相关性显著、预测能力强的三维QSAR定量模型(CoMFA:r~2=0.986,q2=0.619;CoMSIA:r~2=0.912,q2=0.630),模型指出疏水作用力、静电作用力和氢键作用力对hsEH活性抑制能力有重要的影响.二维QSAR模型的预测结果更为准确,三维QSAR模型更为直观地表现了由于分子结构差异导致不同的力场效应对预测结果的影响.分子对接结果指出了分子内酰胺基团、膦酸酯基团、以及—NH—分子结构能与氨基酸残基HIS524,ASP335,TYR383,TYR466,GLN384和Trp525形成稳定氢键来增加结合的稳定性,并且小分子受到氢键作用力的同时还受到结合位点疏水残基的强疏水作用力和芳香性π环之间相互吸引的π-π堆积的非共价键作用.分子动力学模拟通过残基结合后的柔性差异变化验证了结合位点分子对接结果的可靠性,结合自由能也为对接作用机制的合理性提供了验证.     

四溴联苯醚(BDE47)与溶菌酶的相互作用研究

在模拟人体生理条件下,采用分子模拟结合三维荧光、圆二色谱、荧光光谱、时间分辨荧光等光谱方法,研究了四溴联苯醚（BDE47）与溶菌酶的相互作用机制。结果表明：BDE47能有效地猝灭溶菌酶的内源性荧光,猝灭机制为静态猝灭。分子对接显示,BDE47与溶菌酶分子中的TRP62,TRP63,ARG61,ASN59,ALA107和ILE98等氨基酸残基具有相互作用,且BDE47分子中的醚键O原子与TRP63形成了氢键,氢键距离为2.2 Å。三维荧光的实验结果表明,BDE47的加入导致了溶菌酶的荧光强度降低,峰位置发生略微红移,BDE47与溶菌酶之间的结合作用改变了溶菌酶的微环境。圆二色谱分析则进一步证明,BDE47的存在引起了溶菌酶的构象发生改变,导致α-螺旋结构的含量减少。根据Föster非辐射能量转移理论计算得出,供体（溶菌酶）与受体（BDE47）的结合距离r为3.31 nm,满足非辐射能量的条件。分析四个温度下的热力学参数发现,BDE47与溶菌酶之间的结合是一个自发放热的过程,主要驱动力为氢键和范德华力,与分子对接、结合自由能分析结论一致。