苯磺酰胺嘧啶类化合物的合成及其除草活性

在吡啶溶剂中,取代嘧啶胺与(取代)苯磺酰氯反应.合成了6个苯磺酰胺嘧啶类化合物(3a～3f),其结构经1H NMR和元素分析表征.初步的生物活性测试结果表明,3a～3f均具有一定的除草活性.     

多巴胺在POPC磷脂双层膜中扩散和透过过程的分子动力学模拟

多巴胺作为脑组织内一种重要的神经递质在细胞膜内外需要做合适的迁移,发挥其功能.多巴胺在细胞膜中扩散和透过过程的分子动力学涉及到多巴胺分子保护通道的畅通,与精神分裂症等病症有关.本文采用1-棕榈酰-2-油酰-卵磷脂(POPC)双层膜模拟细胞膜,通过分子动力学模拟获得多巴胺分子在细胞膜中和透过细胞膜运动自由能变化,探讨多巴胺在细胞膜中扩散和透过过程的分子动力学.多巴胺分子在POPC磷脂双层膜中间层做扩散运动的自由能变化为10-54 kJ mol-1(310 K),显示多巴胺分子在细胞膜中间层很容易横向和纵向扩散,保持多巴胺保护通道的畅通.多巴胺分子不容易透过POPC磷脂双层膜,因为透过过程自由能能垒为117-125 kJ mol-1(310 K).因此,人脑组织神经细胞里生产的多巴胺分子可以储藏在生物细胞膜空间.而过量的多巴胺则可以通过保护通道进入磷脂双层膜结构中间,做横向和纵向扩散运动,并且透过细胞膜,避免精神分裂症的发生.生物细胞膜的正常功能对于保持多巴胺保护通道的畅通和避免精神分裂症的出现都是重要的.研究结果与其它实验观察和结果相一致.     

多巴胺在POPC磷脂双层膜中扩散和透过过程的分子动力学模拟

多巴胺作为脑组织内一种重要的神经递质在细胞膜内外需要做合适的迁移,发挥其功能. 多巴胺在细胞膜中扩散和透过过程的分子动力学涉及到多巴胺分子保护通道的畅通,与精神分裂症等病症有关. 本文采用1-棕榈酰-2-油酰-卵磷脂(POPC)双层膜模拟细胞膜,通过分子动力学模拟获得多巴胺分子在细胞膜中和透过细胞膜运动自由能变化,探讨多巴胺在细胞膜中扩散和透过过程的分子动力学. 多巴胺分子在POPC磷脂双层膜中间层做扩散运动的自由能变化为10-54 kJ·mol^-1 (310 K),显示多巴胺分子在细胞膜中间层很容易横向和纵向扩散,保持多巴胺保护通道的畅通. 多巴胺分子不容易透过POPC磷脂双层膜,因为透过过程自由能能垒为117-125 kJ·mol^-1 (310 K). 因此,人脑组织神经细胞里生产的多巴胺分子可以储藏在生物细胞膜空间. 而过量的多巴胺则可以通过保护通道进入磷脂双层膜结构中间,做横向和纵向扩散运动,并且透过细胞膜,避免精神分裂症的发生. 生物细胞膜的正常功能对于保持多巴胺保护通道的畅通和避免精神分裂症的出现都是重要的. 研究结果与其它实验观察和结果相一致.     

1—芳酰基—3—（4—苯磺酰胺）硫脲类化合物的合成

以无水丙酮作溶剂，由芳酰基异硫氰酸酯与左侧胺反应合成了一系列新的１－芳酰基－３－（４－苯磺酰胺）硫脲。     

邻烷氧基羰基苯磺酰胺衍生物的合成、表征及生物活性

磺酰胺类化合物是继磺酰脲与咪唑啉酮除草剂之后开发的乙酰乳酸合成酶 (ＡＬＳ)抑制剂的另一重要领域 ,已筛选出一些高活性的新品种[1～ 3] 。为寻找新的性能优良的活性物质 ,进一步研究活性与结构的关系 ,本文设计将磺酰胺类和酰胺类除草剂的基本骨架用一个亚甲基 ＣＨ2 连结起来 ,相当于在磺酰脲桥链中间插入了一个亚甲基 ,共合成了 1 6个新的邻烷氧基羰基苯磺酰胺衍生物( 2ａ～ 2ｐ) ,并初步测试了它们的生物活性。1　实验部分1 1　仪器和试剂ＪＥＯＬＦＸ 90Ｑ型、ＢＲＵＫＥＲＡＣ Ｐ2 0 0型核磁共振仪 ,ＴＭＳ为内标 ;Ｓｈｉｍａｄ…     

单嘧磺隆晶体-活性构象转换的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟方法对单嘧磺隆在水、正辛醇和正辛烷3种不同溶剂中的构象行为、单嘧磺隆与3种溶剂之间的相互作用能及氢键相互作用进行了计算研究. 计算结果表明, 在3种不同的溶剂中, 单嘧磺隆的优势构象不同; 其构象转换过程, 特别是转换成活性构象的过程主要发生在水溶液中; 与溶剂分子间的相互作用是分子构象行为的决定因素; 单嘧磺隆的脲桥部分可以和含氢键接受体的溶剂形成氢键, 分子间与分子内氢键的竞争可能是从晶体构象转换成活性构象的主要驱动力.     

苯磺酰胺参与下二价钌催化环丙乙炔扩环反应

将二价钌配合物用于催化环丙乙炔扩环生成四元环结构的反应,扩展了一系列环丙乙炔底物和磺酰胺底物,并得到了较高的产率.     

用分子动力学模拟方法研究磺酰脲化合物在溶液中构象的变化

农药化合物通常在溶液中起作用 ,由于溶剂的作用 ,其结构与在固体状态下有很大不同 ,因此研究农药化合物分子在溶液中结构的变化 ,对于了解农药作用机理以及与受体的相互作用是非常有意义的 .磺酰脲是一种超高效低毒 ,有着重要用途的除草剂 ,因而得到了广泛的应用与研究 .我们曾对其结构与性能的关系进行了系统的研究 ,并在此基础上建立了一个能解释若干实验规律的初级作用模型 [1] .但是以往有关结构的研究都是针对晶体和真空中的自由构象进行的 .由于在实际溶液中的结构情况会有所不同 ,因此 ,研究分子在不同溶液中的行为具有十分重要的意…     

新型2-甲氧羰基-5-芳甲亚胺基苯磺酰胺的合成及其生物活性

在微波或超声波辅助下,2-甲氧羰基-5-氨基苯磺酰胺与取代苯甲醛反应合成了8个新型2-甲氧羰基-5-芳甲亚胺基苯磺酰胺(3a ～ 3h),其结构经1H NMR,MS及元素分析表征.生物活性测试结果表明,大部分3具有一定的杀菌活性,其中3b和3f在用量为500 mg·L-1时,对黄瓜菌核病的防治效果高于90％.     

葡萄糖苷酶抑制剂作用机理的分子动力学模拟和自由能计算

含有锍离子的葡萄糖苷酶抑制剂如kotalanol (SK)和它除去磺酸基团后的衍生物(DSK), 是潜在的毒副作用较小的治疗II 型糖尿病的候选药物. α-葡萄糖苷酶抑制活性实验显示, DSK活性比SK略高, 而将二者环上的S原子替换成NH后(分别称为DSN和SN), DSN的活性要比SN高1500倍左右. 本文用分子动力学模拟, 结合自由能计算和自由能分解的方法对上述四个抑制剂的作用机理进行了研究. 研究结果表明活性的巨大差异是由NH基团取代效应和磺酸基团立体效应共同作用的结果, 由于N―C键长比S―C键长短, NH基团取代导致烷基链的翻转, 同时, 磺酸基团限制了链的翻转, 因此改变了抑制剂的结合模式. 计算结果与实验基本一致.本文的研究结果有助于进一步理解含锍离子的葡萄糖苷酶抑制剂的结合机理, 并为设计更有潜力的葡萄糖苷酶抑制剂提供了有价值的信息.     

Coordination Dynamics of Zinc Triggers the Rate Determining Proton Transfer in Human Carbonic Anhydrase II

We present, for the first time, how transient changes in the coordination number of zinc ion affects the rate determining step in the enzyme human carbonic anhydrase (HCA) II. The latter involves an intramolecular proton transfer between a zinc-bound water and a distant histidine residue (His-64). In the absence of time-resolved experiments, results from classical and QM-MM molecular dynamics and transition path sampling simulations are presented. The catalytic zinc ion is found to be present in two possible coordination states; viz. a stable tetra-coordinated state, T and a less stable penta-coordinated state, P with tetrahedral and trigonal bipyramidal coordination geometries, respectively. A fast dynamical inter-conversion occurs between T and P due to reorganization of active site water molecules making the zinc ion more positively charged in state P. When initiated from different coordination environments, the most probable mechanism of proton transfer is found to be deprotonation of the equatorial water molecule from state P and transfer of the excess proton via a short path formed by hydrogen bonded network of active site water molecules. We estimate the rate constant of proton transfer as from P and from T. A quantitative match of estimated k_P with the experimental value, ( ) suggests that dynamics of Zn coordination triggers the rate determining proton transfer step in HCA II.     

Rapid Method for Differentiation of Carbonic Anhydrase I from Carbonic Anhydrase II Activity

ABSTRACT

A simple method for differentiation of carbonic anhydrase (CA) I, from CA II, is described based on using the nicotinates as specific CA I inhibitors. Nicotinates inhibit the activity of CA I activity; at a concentration of 5x10^?1M 100% inhibition is complete. But no effect on CA II activity is observed. In vivo administration of xanthinol nicotinate in doses of 20 mg/kg b.w. completely inhibited erythrocyte CA I activity. Association in ex vivo of methyl-nicotinate at a concentration of 5x10^?1M did not further modify erythocyte CA activity that had already been reduced by i.v. administration of xanthinol nicotinate. The nicotinate class could be used as a test for an accurate differentiation of CA I from CA II activity in vitro, in vivo and in ex vivo; by subtraction of I from total CA activity, one could also find the erythrocyte CA II activity. The ex vivo assays, using the test with nicotinates we call Nicosilvanil, would easily allow monitoring of CA I and II activity changes under physiological, pathological and experimental conditions, in response to various endogenous or therapeutical stimuli with either activating or inhibitory effects. Considering convenience, simplicity, and cost effectiveness of the reagents for the Nicosilvanil Test, this assay has the potential of being useful in routine analysis and differentiation of CA I from CA II activity in erythrocyte samples, as well as in other tissues and organs.     

甲硫氨酸-脑啡肽的分子动力学模拟

The conformational properties of Met-enkephalin (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) were investigated by high temperature quenched molecular dynamics simulations in vapor. Each of these selected structures were then analyzed according to their backbone(φ,Ψ) conformational distributions and sorted into 13 families by computing the rms difference between the Cα-C backbone fragments of each residue over all the structures. Selected lowest energy conformations from each of 13 families were thoroughly energy minimized. The results of simulations show that Met-enkephalin is a flexible molecule. It shows a type Ⅰβ-turn, with the Gly2 carbonyl forming a hydrogen bond with the Met5 amino proton and a type Ⅱβ turn, with the Tyr1 amino proton forming a hydrogen bond with the Phe4 carbonyl. The multiple fit were carried out for all of the 13 conformers with morphine(9 atoms on the pharmacophore groups). F2 and F6 were the most similar to morphine. The rms were 0.0504 nm and 0.0726 nm. The results of simulations also show that Tyr amino N corresponds to N on piperidine ring in morphine, Tyr phenol corresponds to the phenol in morphine, the aromatic ring of Phe corresponds to the cyclohexene ring in morphine. The distances between the three pharmacophores, d1 (Tyr N to Tyr OH), d2 (Tyr N to Tyr du1), d3(Tyr N to Phe du2) and d4(Tyr N to Phe du2) were found to be about 0.8, 0.5, 0.7-0.9 and 0.5 nm, respectively, the corresponding, distances of morphine were found to be 0.7697(N18 to O6),0.5143(N18 to du25), 0.3962(N18 to du24)和0.5566(N18 to O15)nm. Therefore, they may be acted on the same receptor. This model should aid in pharmaceutical design of peptide and nonpeptide ligands with opioid.     

N-脒基脲二硝酰胺盐晶体形貌的分子动力学研究

采用分子动力学方法,在正侧(NVT)系综下研究了N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)在溶剂中的晶体形貌.通过构建溶剂分子层-晶面的界面吸附模型模拟其动力学平衡构型,计算溶剂与晶体表面间的结合能,进而对真空附着能进行修正并获得溶剂条件下的晶貌.使用自然冷却法在水和水/甲醇中培养FOX-12晶体并利用扫描电子显微镜进行了表征.结果表明,在真空条件下决定FOX-12晶貌的6个重要晶面为(110),(200),(201),(011),(002)和(111);FOX-12在水溶液条件下的主要晶面为(110)和(011),在水/甲醇溶液条件下的主要晶面为(200)和(011),预测的晶体形貌与实验结果相吻合.对水分子和FOX-12的(110)面间的径向分布函数进行了计算,分析了水分子和晶面间的分子间作用力.     

三吡啶胺Zn(II)配合物作为碳酸酐酶模拟物的研究

The protonation constant of TPA and, in its 1:2 (Zn(II):L) complex, the deprotonation constant of H2O coordinated to Zn(II) have been determined by pH titration at 25±0.1℃, I=0.1 mol•dm-3 KNO3. They are 4.29 and 7.8, respectively. It is worthy to be noted that the H2O bound to Zn(II) could deprotonate easily near physiology pH. A kinetic study of 4-nitrophenyl acetate(NA) hydrolysis by Zn(II)(TPA)2•H2O complex in 10%(v/v) CH3CN at 25±0.1℃, I=0.1 mol•dm-3 NaClO4, and pH range 6~9(20mmol•dm-3 Tris buffer)，has been carried out. The maximum value of second-order rate constant k((mol•dm-3)-1•s-1) obtained is 3.32×10-2. Thus, Our present model study shows that, like the Zn(II)-enzymes, the Zn(II)-bound OH- in complex can act as a good nucleophile agent to the carbonyl carbons, the Zn(II) complex of TPA is a good model for carbonic anhydrase.     

三吡啶胺Zn(Ⅱ)配合物作为碳酸酐酶模拟物的研究

利用pH电位滴定法，在25±0.1℃，I＝0.1mol·dm-3KNO3条件下，测定了三吡啶胺（TPA）的质子化常数和三吡啶胺Zn（II）配合物中配位水的解离常数.结果表明，该配合物中与Zn（II）配位的H2O分子的电离常数显著下降，测得pKa为7．8．在25±0．1℃，I＝0．1mol·dm－3NaClO4条件下，pH＝6～9（三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，20mmol·dm-3）范围内，用紫外-可见分光光度法考察了该配合物催化对硝基苯酚乙酸酯（NA）水解的动力学行为，得到了配合物催化酯水解的二级反应速率常数kNP，其最大值为3．32×10－2（mol·dm-3）-1·s－1热力学、动力学的研究结果均说明，三吡啶胺Zn（II）配合物中与Zn（II）配位的OH-是较好的亲核试剂，该配合物是一个较好的碳酸酐水解酶的模拟物．     

谷氨酰胺结合蛋白的分子动力学模拟和自由能计算

谷氨酰胺结合蛋白(Glutamine-binding protein, GlnBp)是大肠杆菌透性酶系统中一个细胞外液底物专一性结合蛋白, 对于细胞外液中谷氨酰胺(Gln)的运输和传递至关重要. 本文运用分子动力学(Molecular dynamics, MD)模拟采样, 考察了GlnBp关键残基与底物Gln之间的相互作用和GlnBp两条铰链的功能差别; 并采用MM-PBSA方法计算了GlnBp与底物Gln的结合自由能. 结果表明: Ph13, Phe50, Thr118和Ile69与底物Gln的范德华相互作用和Arg75, Thr70, Asp157, Gly68, Lys115, Ala67, His156与底物Gln的静电相互作用是结合Gln的主要推动力; 复合物的铰链区85～89柔性大, 对构象开合提供了结构基础; 而铰链区181～185柔性小, 其作用更多是在功能上把底物Gln限制在口袋中; 自由能预测值与实验值吻合. 本研究很好地解释了GlnBp结构与功能的关系, 为进一步了解GlnBp的开合及转运Gln的机制提供了重要的结构信息.     

烷基芳基磺酸盐的分子动力学模拟与自由能微扰计算

为研究不同结构的表面活性剂分子在溶液中胶束化能力的差异, 采用分子动力学方法模拟三种烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用. 利用自由能微扰(FEP)方法计算了水合自由能, 发现与用传统热力学表面张力法测定自制的烷基芳基磺酸盐结果一致. 研究表明: 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束稳定性均下降; 疏水基周围水分子的“冰山结构”会影响胶束的稳定性, 而水分子中氢键的生存周期是反映冰山结构变化的重要指标; 同时, 亲水基与水分子间形成氢键的数目会增强或减弱分子脱离胶束体的趋势, 从而影响胶束结构的稳定性.     

新型二氟甲基磷酸类酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B抑制剂的分子动力学模拟和结合自由能计算

通过分子对接建立了一系列含二氟甲基磷酸基团(DFMP)或二氟甲基硫酸基团(DFMS)的抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B(PTP1B)的相互作用模式, 并通过1 ns的分子动力学模拟和molecular mechanics/generalized Born surface area (MM/GBSA)方法计算了其结合自由能. 计算获得的结合自由能排序和抑制剂与靶酶间结合能力排序一致; 通过基于主方程的自由能计算方法, 获得了抑制剂与靶酶残基间相互作用的信息, 这些信息显示DFMP/DFMS基团的负电荷中心与PTP1B的221位精氨酸正电荷中心之间的静电相互作用强弱决定了此类抑制剂的活性, 进一步的分析还显示位于DFMP/DFMS基团中的氟原子或其他具有适当原子半径的氢键供体原子会增进此类抑制剂与PTP1B活性位点的结合能力.