ω-芋螺毒素的定量构效关系与虚拟筛选

ω-芋螺毒素属于海洋生物活性多肽,由24-31个氨基酸残基组成.特异性作用于电压敏感的钙离子通道(VGCCs),能够直接开发成药物或作为先导化合物进行新药开发.本文应用新型氨基酸残基结构描述符cscales和遗传偏最小二乘算法,对ω-芋螺毒素进行定量构效关系(QSAR)研究,并设计、构建了容量为2244个化合物的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂虚拟组合多肽库,然后分别采用QSAR模型预测和相似性搜索方法对组合多肽库进行了虚拟筛选.研究结果表明,建立的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂QSAR模型均具有较好的预测能力,交叉验证相关系数(CV-r2)均大于0.89.主成分分析和聚类分析结果表明,虚拟组合多肽库中化合物具有较好的结构多样性和差异性.通过虚拟筛选,得到了具有高预测活性的6个N-型和19个P/Q-型钙离子通道拮抗剂,为进一步的合成和活性评价奠定了理论基础.同时,本文建立的多肽QSAR预测模型和虚拟筛选策略,为其它多肽类化合物的定量构效关系研究和虚拟筛选提供了参考.     

ω-芋螺毒素的定量构效关系与虚拟筛选

ω-芋螺毒素属于海洋生物活性多肽, 由24-31 个氨基酸残基组成. 特异性作用于电压敏感的钙离子通道(VGCCs), 能够直接开发成药物或作为先导化合物进行新药开发. 本文应用新型氨基酸残基结构描述符cscales和遗传偏最小二乘算法, 对ω-芋螺毒素进行定量构效关系(QSAR)研究, 并设计、构建了容量为2244 个化合物的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂虚拟组合多肽库, 然后分别采用QSAR模型预测和相似性搜索方法对组合多肽库进行了虚拟筛选. 研究结果表明, 建立的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂QSAR模型均具有较好的预测能力, 交叉验证相关系数(CV-r²)均大于0.89. 主成分分析和聚类分析结果表明, 虚拟组合多肽库中化合物具有较好的结构多样性和差异性. 通过虚拟筛选, 得到了具有高预测活性的6 个N-型和19 个P/Q-型钙离子通道拮抗剂, 为进一步的合成和活性评价奠定了理论基础. 同时, 本文建立的多肽QSAR预测模型和虚拟筛选策略, 为其它多肽类化合物的定量构效关系研究和虚拟筛选提供了参考.     

α-芋螺毒素构效关系与分子设计

α-芋螺毒素(α-conotoxins)是从芋螺毒液中提取到的一类活性多肽. 与其它家族的芋螺毒素相比, 它们含二硫键少, 结构相对简单, 由于作用于神经肌肉接头的N-乙酰胆碱受体(nAChRs)的不同亚型, 拮抗乙酰胆碱, 可作为鉴定nAChRs亚型及其亚基的有效工具, 已成为芋螺毒素结构改造的最佳先导化合物. 利用HyperChem软件包的量子化学半经验方法AM1对8个具有代表性的α-芋螺毒素进行了量子化学计算, 研究了它们的电子结构及构效关系. 结果表明, 空间结构的相似性使它们作用于同一受体, 局部结构差异而导致的电子结构的较大差别是它们能作用于不同受体亚型的重要原因. 在此基础上, 以α-芋螺毒素GI为模型设计了7个类似物并进行了量子化学计算, 比较了类似物与GI在空间结构及电子结构方面的特征.     

4-羟基脯氨酸立体异构对α-芋螺毒素溶液构象的影响

在α-芋螺毒素及其它家族的芋螺毒素中, 脯氨酸的羟基化是非常普遍的后转录修饰方式. 在天然芋螺毒素中脯氨酸的羟基常采用反式构型, 且该残基对芋螺毒素的结构与生物活性产生了重要的影响, 而顺式构型的羟脯氨酸对α-芋螺毒素的折叠与生物活性的影响还鲜有研究. 本工作通过二维(2D)溶液核磁共振方法测定了经过化学修饰的三个含有反式或顺式羟脯氨酸的α-芋螺毒素的溶液结构, 它们是α4/7亚家族芋螺毒素肽[γ15E]Sr1B、[O7O'/γ15E]Sr1B和[O6O'/γ14E]Vc1A. 研究表明, 羟基顺反异构化学修饰对芋螺毒素的结构影响显著. 羟脯氨酸羟基的反式到顺式修饰导致α-芋螺毒素肽明显的溶液构象变化, 这些变化包括二级结构的改变、关键残基的侧链取向变化以及氢键性质的改变. [O7O'/γ15E]Sr1B与[γ15E]Sr1B相比, 典型的α-芋螺毒素ω弯曲结构发生形变. 而[O6O'/γ14E]Vc1A不同于Vc1A的是末端转角结构的缺失. 本工作加深了对α-芋螺毒素肽的化学修饰法的理解, 该方法是阐明α-芋螺毒素结构-生物活性关系的有用工具.     

半胱氨酸肽片段连接法合成ω-芋螺毒素MVIIA

ω-芋螺毒素MVIIA是已上市的镇痛药Ziconotide的有效成分.采用标准Fmoc保护策略在聚苯乙烯树脂上合成ω-MVIIA比较困难,是固相合成中的"困难肽".本研究将ω-MVIIA分为N-端15肽硫酯和C-端10肽两个片段采用标准Fmoc保护策略分别合成,再通过半胱氨酸肽片段连接得到全长的ω-芋螺毒素MVIIA肽链.该方法提高了合成ω-芋螺毒素MVIIA产率.该研究为"困难肽"的合成提供了较好的参考方法.     

新型桶形芋螺毒素BtIIIB的分离纯化、氨基酸序列测定及二硫键定位研究

采用凝胶色谱、高效液相色谱等方法从栖息于我国南海的桶形芋螺的毒液中纯化出一个新的芋螺毒素BtIIIB.采用氨基酸组成分析、质谱分析和Edman降解测定BtIIIB为15肽,其氨基酸序列为:CCELPCHGCVPCCWP.结构中含有6个半胱氨酸,形成3对分子内二硫键.采用部分还原的方法,分步还原毒素中的二硫键,用氰基化试剂衍生生成巯基,然后在碱性条件下将衍生的产物进行裂解,用MALDI-TOFMS测定裂解后片段的分子量,确定了其二硫键的配对方式为Cys1-Cys13,Cys2-Cys9,Cys6-Cys12的部分交叉式结构,是芋螺毒素中比较特别的配对方式.     

一种新型独特芋螺毒素的分离与结构鉴定

从中国南海的一种食虫芋螺独特芋螺(Conus caracteristicus)的毒液中分离得到一种新的芋螺毒素, 对其进行了结构鉴定和化学合成. 结果表明, 这是一种新的T-超家族芋螺毒素.     

新型桶形芋螺毒素BtIIIB的分离纯化、氨基酸序列测定及二硫键定位研究

采用凝胶色谱、高效液相色谱等方法从栖息于我国南海的桶形芋螺的毒液中纯化出一个新的芋螺毒素BtIIIB．采用氨基酸组成分析、质谱分析和Edman降解测定BtIIIB为15肽, 其氨基酸序列为: CCELPCHGCVPCCWP．结构中含有6个半胱氨酸, 形成3对分子内二硫键．采用部分还原的方法, 分步还原毒素中的二硫键, 用氰基化试剂衍生生成巯基, 然后在碱性条件下将衍生的产物进行裂解, 用MALDI-TOF MS测定裂解后片段的分子量, 确定了其二硫键的配对方式为Cys¹-Cys¹³, Cys²-Cys⁹, Cys⁶-Cys¹²的部分交叉式结构, 是芋螺毒素中比较特别的配对方式．     

新型桶形芋螺毒素BtⅢB的分离纯化、氨基酸序列测定及二硫键定位研究

采用凝胶色谱、高效液相色谱等方法从栖息于我国南海的桶形芋螺的毒液中纯化出一个新的芋螺毒素BtⅢB.采用氨基酸组成分析、质谱分析和Ednan降解测定BtⅢB为15肽,其氨基酸序列为:CCELPCHGCVPCCWP.结构中含有6个半胱氨酸,形成3对分子内二硫键.采用部分还原的方法,分步还原毒素中的二硫键,用氰基化试剂衍生生成巯基,然后在碱性条件下将衍生的产物进行裂解,用MALDI-TOF MS测定裂解后片段的分子量,确定了其二硫键的配对方式为Cys1-Cys13,Cys2-Cys9,Cys6-Cys12的部分交叉式结构,是芋螺毒素中比较特别的配对方式.     

基于范数指数定量构效关系预测β-环糊精络合常数

环糊精在药剂学领域中是一类重要的包结化合物, 其中络合物稳定常数(logK)是一个关键评价参数. 本研究基于扩展距离矩阵提出了一组范数指数, 利用多种计算方法构建了系列定量构效关系模型, 并对233种化合物与β-环糊精的logK进行了计算预测. 计算结果表明基于扩展距离矩阵范数建立的系列定量构效关系模型均能较好预测logK; 其中利用最小二乘-支撑向量机方法建立的模型预测效果最好, 其预测结果的相关性系数R和留一、留十交叉验证相关性系数(Q_LOO,Q_LTO)分别为0.9587、0.8775和0.8732. 与文献方法对比结果表明, 本工作的预测结果在准确性和稳定性上有着显著的改善, 且能分辨同分异构体. 本课题组前期研究成果和本项工作表明基于范数指数构建的定量构效关系不仅适用于计算化合物的基础物理化学性质, 还能应用到化学反应过程相关常数的准确预测.     

新型黄烷酮类衍生物的合成、杀菌活性及定量构效关系研究

设计合成了14个含不同性质取代基的黄烷酮类化合物,并采用核磁共振氢波谱、质谱和元素分析对所有化合物的结构进行了表征.在系统测定化合物对水稻稻瘟病抑制活性的IC₅₀值的基础上,采用Hansch-Fujita方法和CoMFA方法对其定量结构活性关系进行了系统研究,结果发现,化合物的疏水性质、极化效应以及最高空轨道能级对杀菌活性有重要影响,化合物的疏水参数越小,分子越容易极化,则化合物的杀菌活性越高.此外,最高空轨道能级越低,化合物越容易接受电子,其杀菌活性也相应提高.通过考察∑π、clgP以及lgK与化合物杀菌活性的相关性,发现lgK能较好地反映该类化合物的疏水效应.三维定量构效关系研究表明,B环2,3,4位上含有较大体积的取代基,而6位含较小体积的取代基,有利于提高其杀菌活性.     

β沸石的铝化

β沸石自1988年结构被确定以来受到普遍重视,由干结构上的特殊性,G沸石既具有较强酸性又具有明显的碱性［‘,‘］．但q佛石的高硅铝比使其在化学组成上对碱性的贡献甚微,如果能降低其硅铝比,则有可能获得具有较强碱性的佛石分子筛．直接合成的o佛石,硅铝比一般在10以上．     

头孢类抗生素定量结构-活性关系的密度泛函研究

用量子化学密度泛函方法B3LYP对9种头孢类抗生素的电子结构进行了理论计算, 并对它们进行了定量构效关系研究. 建立了头孢类抗生素分子的结构-活性数学模型: 头孢类抗生素的抑菌活性与QC8, QC7以及偶极距(Dipole)呈正相关关系.     

β 沸石中铝的状态及归属

The states of aluminum in zeolites β were investigated with FTIR spectroscopy. Three kinds of aluminium, framework, nonframework and transient state aluminium, were detected in template-removed zeolite β. The states of aluminium in our samples strongly depends on the nature of the compensating cation, consistent with Brougeat-Lami et al's conclusion. But some new assignments of aluminum species and new opinions about the states of aluminum and their transformation are proposed. From the experimental results, we suggest that, the distortion and tension of zeolite lattice occur when protons, which possess high electron affinity , are located at cationic sites, leading to the breakage of Al-- O bond and the removal of aluminium. The distortion is released when H+ is replaced by other cations (e.g. Na+ ) so that transient state aluminium can go back into the framework, while the cationic nonframework aluminium species enter the solution upon the ion-exchange.     

钴(II)-联吡啶-α-氨基酸的热力学和动力学研究

关于联吡啶为第一配体的二元、三元配合物的热力学和动力学性质的研究,以铜（Ⅱ）作为中心离子最为多见,而以钴（Ⅱ）作为中心离子的报导较少．实验表明,过渡金属钻（Ⅱ）能与大多数的生物配体、大π共轭体系形成相当稳定的二元、三元配合物,是生物功能模拟的一个具有应用价值的中心离子·钴（Ⅱ）卟啉可以代替铁（Ⅱ）卟啉,模拟血红蛋白、肌红蛋白[1],在生物体内起到输送氧的作用．为了充分了解钴（Ⅱ）与生物配体的配伍能力、配位方式以及其配位过程的动态行为,为推动钴（Ⅱ）配合物及其生物功能的模拟研究,本文分别采用PH电位法…     

甲基化的β-环糊精与十六烷基三甲基溴化胺的相互作用

环糊精与表面活性剂的相互作用已有许多研究,但多局限于β－环糊精（β－CD）,而修饰的β－环糊精与表面活性剂的相互作用研究较少[1－3]．分子内扭转电荷转移（TICT）激发态对介质极性高度敏感性,已成功地用于探针环糊精与表面活性剂的相互作用[4]．研究表明,β－CD能够诱     

C60微电极伏安法研究

The microdisk electrode voltammetric behaviors of C_(60) are reported in this communication. This was accomplished by use of a mixed solvent system as Acetonotrile:Xylene=1:4 and a supporting electrolyte as 0.1 mol·L~(-1) Bu_4NPF_6. Au, Pt and Hg (Pt) were used as working electrode. In this new conditions, the successive six step reduction of C60 were obtained at below 15 ℃. It was found that the former five steps are all the single electron reversible reduction, but behaviors of the sixth steps are like EC' processes. Several electrochemical data were determined.     

结晶度对ZGDMP-Pd催化剂加氢活性的影响

首次制得不同结晶度的晶态,半晶态和无定形甘氨酸－Ｎ－Ｎ双亚甲基磷酸锆载体和相庆的钯催化剂ＺＧＤＭＰ－ＤＰｄ,用ＩＲ,ＸＲＤ,ＸＰＳ对它们进行了表征。测定了三种催化剂在常压下进行加氢反应的催化活性。     

包含聚苯胺的相变材料纳胶囊的制备及其性能

采用自由基乳液聚合法和原位聚合法制备了包含聚苯胺均匀分散在正十八烷中的悬浮体系的交联聚甲基丙烯酸甲酯为囊壁的相变材料纳胶囊(NanoPCMs). 采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和广角X射线衍射仪(WAXD)等手段分别考察了成核剂聚苯胺的添加量对相变材料纳胶囊表面形态、结晶性能、热稳定性及结晶行为等的影响. 实验结果表明：包含有聚苯胺的相变材料纳胶囊,成核剂的存在对其形貌、粒径、包覆率和结晶行为影响较小,耐热性略有所降低,添加1.5 g 苯胺时生成的成核剂聚苯胺可以有效改善其过冷结晶行为.