分子动力学模拟残基突变对芳香烃受体配体结合区的影响

芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)属于配体依赖性的转录因子蛋白。本文通过对AhR配体结合区域(Ligand binding domain,LBD)的结构功能及物种特异性分析,发现在其结合腔口有一些关键残基可能起到"门控"作用,进一步将野生型(WT)和3个突变模型(Phe289Ala、Tyr316Ala、Ile319Ala)进行分子动力学模拟,从蛋白稳定性、蛋白结构变化、蛋白结合腔变化及蛋白和配体结合能力4个方面分析3个残基的门控作用。研究发现,Phe289、Tyr316、Ile319氨基酸残基通过形成疏水作用为AhR LBD起到"门控"作用;而将这些氨基酸分别突变后,其蛋白稳定性降低,整体运动性增加,配体亲和力减弱,其中Tyr316、Ile319对腔内体积影响较大,Phe289使腔内环境稳定性降低。本研究可为基于芳香烃受体的药物设计提供相关理论指导。     

常见食品中邻苯二甲酸酯类增塑剂含量及食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的测定

采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法并结合液液萃取及基质分散固相萃取的样品处理方式,建立了测定饮料、牛奶、白酒3类食品中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析方法。研究结果表明16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的检出限(LOD, S/N=3)范围为0.005~0.025 mg/L;峰面积的相对标准偏差(RSD)均小于2%。饮料、牛奶、白酒3种样品的加标回收率范围普遍在60%~110%。所建方法简便、灵敏、准确,可满足饮料、牛奶和白酒中痕量邻苯二甲酸酯类增塑剂的测定需要。此外,将该方法应用于食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移研究,以异辛烷为油脂食品模拟物,测定了保鲜膜与保鲜袋中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量。结果显示保鲜膜存在显著的邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移现象。     

计算肽学

肽作为重要的生理活性物质一直受到相关领域的广泛关注。近年来,由于肽在细胞信号转导中所扮演的中心角色以及作为生物药物靶向蛋白质相互作用网络等特殊性质的发现,再次唤起了人们对肽的浓厚兴趣。与之相伴的是,肽的理论和计算研究工作快速增长,并取得了长足进展。本文以“计算肽学”为主题系统概括了该领域的研究范畴和研究特点,并分别从肽的数据库构建、功能活性预测、分子对接、动力学模拟、结构数据分析、分子设计修饰以及系统生物学行为等几方面分类介绍了计算肽学的主要研究方向和当前发展状况。重点在于探讨采用计算化学和生物信息学方法剖析肽与蛋白质识别和相互作用的分子机制和理化基础,进而为肽类药物设计提供理论指导。此外,本文还提出了计算肽学在肽类纳米材料及生物表面活性剂等领域的潜在应用前景。     

反离子对离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-十二烷基咪唑在水溶液中自组装的影响

用表面张力法和荧光探针技术分别测定了阳离子型离子液体表面活性剂氯化1-(2-羟乙基)-3-十二烷基咪唑([C2OHC12im]Cl)在无机盐(NaX,X=Cl-,Br-,I-和Na2SO4)水溶液中的自组装参数。 结果表明,反离子通过结合[C2OHC12im]+并中和其表面电荷,使[C2OHC12im]+的临界胶束浓度(CMC)和胶束平均聚集数(Nm)等自组装参数明显改变;改变幅度按照Cl-＜Br-＜I-＜SO2-4次序递增;但是反离子(Cl-、Br-和SO2-4)种类对临界胶束平均聚集数(Nm,c)和胶束微极性([I1/I3]m)的影响不甚明显;随着Br-浓度增加,lg CMC线性减小,而Nm则以幂函数形式递增。     

一种基于遗传算法的肽/蛋白质结合模式虚拟筛选建模技术

“合理”QSAR模型是指在了解配体与受体相互作用模式的前提下建立定量构效关系, 这样避开了传统做法仅仅依靠样本集分子自身信息来构建预测模型的诸多弊端. 本文将此思想应用于肽/蛋白质亲和活性的研究当中, 借助于遗传算法作为虚拟受体结合靶点及相互作用模式的筛选手段得到了一种新的建模技术: 肽/蛋白质结合模式遗传虚拟筛选(genetic virtual screening of combinative mode for peptide/protein, GVSC). 该法成功解决了“合理”QSAR研究中的难题, 即大多数情况下受体结构未知而难以了解配基与之发生的结合方式. 分别使用58个血管紧张素转化酶, 18个Camel抗体蛋白cAb-lys3双位点突变残基对GVSC加以检验, 其结果表明GVSC能够较好地阐明配基与受体之间的作用机理, 并能得到优于传统方法的QSAR模型.     

甲状腺激素受体配体化合物的定量构效关系(QSAR)研究

研究了68个TR（Thyroid Hormone Receptor,甲状腺激素受体）配体化合物的化学结构与活性的定量构效关系．采用实验室新近提出的三维原子场全息相互作用矢量,对化合物进行了结构参数化表达,采用逐步回归对变量进行筛选后,建立了定量构效关系模型．复相关系数和交互检验复相关系数R^2=0．767,Q^2=0．625（TRα）,R^2=0．734,Q^2=0．61（TRβ）．模型具有良好的稳定性和预测能力,证明了该三维原子场全息相互作用矢量在分子结构表征和生物活性预测上的适用性,并可应用于潜在和新型的TR配体化合物的设计和开发．     

Molecular Docking and 3D-QSAR Research of Biphenyl Carboxylic Acid MMP-3 Inhibitors

The molecular docking by LigandFit docking of Discovery Studios 2.5 was employed to the three-dimensional quantitative structure-activity relationship(3D-QSAR) studies of biphenyl carboxylic acid MMP3 inhibitors.A significant correlation coefficient was obtained between dock scores and biological activities.Based on the optimal docking conformations,3D-HoVAIF was employed to the QSAR studies of 51 biphenyl carboxylic acid MMP-3 inhibitors.R2 and Q_CV2(leave-one-out,LOO) of the optimal 3D-HoVAIF-PLS model were 0.873 and 0.841 respectively.The conclusions obtained from the PLS analysis were in agreement with the docking results.     

原子电性作用矢量用于氨基酸化学位移计算

提出了用于表征分子内部化学微环境的结构描述子：原子电性作用矢量(AEIV)，并将其应用于20个天然氨基酸103个¹³C 原子核磁共振化学位移CS建模：δ =-190.514+7.352×ν₁+63.998×ν₂+49.252×ν₃+39.678×ν₄，取得优良效果. 模型值、留一法(LOO)和留分法(LMO)交互校验的复相关系数分别为R_MM=0.966 0,RLOO=0.957 7和R_LMO=0.957 7.     

八种黄酮类天然产物对高危型HPV16/18 E6蛋白的分子对接研究

宫颈癌以其高发病率和高死亡率严重危害女性健康,传统治疗手段有效率低且治疗过程给患者带来极大痛苦。近年来,许多天然植物来源化合物已被确定为治疗和预防宫颈癌的有希望的药物来源,但天然产物治疗癌症的具体作用机制尚未明确。因此,本文选取了8种黄酮类天然小分子抑制剂,分别与高危型HPV16/18 E6蛋白重要位点LxxLL疏水口袋进行分子对接研究,以期探索天然产物抗宫颈癌的作用机制。对接分析显示,这些天然产物均与HPV18E6蛋白LxxLL疏水口袋产生较强相互作用,与HPV16 E6蛋白对接时,木犀草素则比其他7种黄酮类化合物结合得更为深入,这些相互作用可能有助于p53功能的恢复。对接分析有助于理解蛋白质-配体相互作用的分子机制,为设计治疗HPV感染的新药提供依据。     

三维全息原子场作用矢量用于HEPT类抗艾滋病药物的QSAR研究

采用本实验室新近提出的三维全息原子场作用矢量表征34个1-[(2-羟乙氧)甲基]-6-苯硫基胸腺嘧啶(HEPT)类抗艾滋病药物结构并与其活性建立定量构效关系模型. 采用逐步回归对变量进行筛选后, 运用多元线性回归(multiple linear regression, MLR)建模的复相关系数(R2cum)、交互校验的复相关系数(Q2cum)和模型的标准偏差(SD)分别为R2cum=0.928、Q2cum=0.883与SD=0.43, 均优于Hancsh报道的值(R2cum=0.911、Q2cum=0.863与SD=0.45). 模型具有良好的稳定性和预测能力, 表明三维全息原子场作用矢量能较好表征该类分子结构信息, 值得进一步推广应用.