p53-MDM2相互作用的分子力学和动力学研究

p53-MDM2相互作用的抑制已经成为治疗癌症的新方法.本文特分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics/passion-Boltzman surface area)方法结合起来研究MDM2-p53相互作用机制.结果证明范德华相互作用驱动了MDM2与p53的结合.基于残基-残基相互作用的计算不仅证明p53的三个残基Phe19’,Trp23’和Leu26’与MDM2有较强的相互作用,而且还发现另外两个残基Leu22’和Pro27’也与MDM2有较强的相互作用,这为抗癌药物的设计提供了新靶标.同时也证明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了p53在MDM2疏水性裂缝中的结合.     

分子动力学研究抑制剂pDI6W与MDM2的相互作用机制

p53-MDM2相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标.本文采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法计算了肽类抑制剂pD16W与MDM2的结合自由能,结果证明范德华作用是pD16W与MDM2结合的主要力量.相关矩阵的计算结果表明pD16W的结合主要诱导了MDM2内部的反相关运动.基于成对残基的自由能分解计算不仅证明pD16W的5个残基Phe19′,Trp22′,Trp23′,Leu26′和Thr27′能够与MDM2产生较强的相互作用,而且确认了CH-π,CH-CH和π-πc相互作用驱动了pD16W在MDM2疏水裂缝中的结合.这为抗癌药物的设计提供了理论上的指导.     

分子动力学研究抑制剂pDI6W与MDM2的相互作用机制

p53-MDM2相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标。本文采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法计算了肽类抑制剂pDI6W与MDM2的结合自由能,结果证明范德华作用是pDI6W与MDM2结合的主要力量。相关矩阵的计算结果表明pDI6W的结合主要诱导了MDM2内部的反相关运动。基于成对残基的自由能分解计算不仅证明pDI6W的5个残基Phe19′, Trp22′, Trp23′, Leu26′和Thr27′能够与MDM2产生较强的相互作用,而且确认了CH-π, CH-CH和π-π相互作用驱动了pDI6W在MDM2疏水裂缝中的结合。这为抗癌药物的设计提供了理论上的指导。     

MDM2与抑制剂PDIQ作用机制的结合自由能计算研究

近年来p53-MDM2相互作用已成为抗癌药物设计的重要靶标.本工作采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究抑制剂PDIQ与MDM2的结合模式.结果显示范德瓦尔斯作用是抑制剂结合的主体力量.基于残基的自由能分解计算结果表明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了抑制剂与MDM2的结合.这一研究可为抗癌药物的设计提供一定的理论指导.     

分子动力学和丙氨酸变异研究MDM2与抑制剂P4的结合模式

抑制p53-MDM2相互作用已经成为癌症治疗的新途径. 采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法研究了肽类抑制剂P4与MDM2的结合模式. 研究表明P4与MDMD2疏水性裂缝的范德华作用是抑制剂结合的主导力量。采用丙氨酸变异计算研究了P4与MDM2的作用热区. 结果表明残基Lys51, Leu54, Leu57, Ile61, Met62, Tyr67, Gln72, His73, Val93, His96和Ile99的丙氨酸变异导致了范德华作用的降低, 而对极性相互作用几乎没有产生影响, 同时也证明这些残基处于P4与MDM2作用表面的热区, 对抑制剂的结合有重要贡献, 这能为抗癌药物的设计提供理论上的指导. 关键词：分子动力学; 丙氨酸变异; MM-PBSA; p53-MDM2相互作用     

分子动力学和丙氨酸变异研究MDM2与抑制剂P4的结合模式

抑制p53-MDM2相互作用已经成为癌症治疗的新途径.采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法研究了肽类抑制剂P4与MDM2的结合模式.研究表明P4与MDMD2疏水性裂缝的范德华作用是抑制剂结合的主导力量。采用丙氨酸变异计算研究了P4与MDM2的作用热区.结果表明残基Lys51,Leu54,Leu57,Ile61,Met62,Tyr67,Gln72,His73,Val93,His96和Ile99的丙氨酸变异导致了范德华作用的降低,而对极性相互作用几乎没有产生影响,同时也证明这些残基处于P4与MDM2作用表面的热区,对抑制剂的结合有重要贡献,这能为抗癌药物的设计提供理论上的指导.     

MDM2与抑制剂PDIQ作用机制的结合自由能计算研究

p53-MDM2之间的相互作用是抗癌药物设计的重要靶标。采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究抑制剂PDIQ与MDM2的结合模式,结果显示范德华作用是二者结合的主体力量。基于残基的自由能分解计算结果表明CH-CH、CH-π和π-π相互作用驱动了二者的结合。这一研究成果可为抗癌药物的设计提供理论上的指导。     

HIV-1蛋白酶与抑制剂BEG相互作用的分子对接计算研究

本文使用分子对接方法和MM/PBSA方法计算抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合自由能,结果表明范德华相互作用主宰了BEG与HIV-1蛋白酶的结合,同时计算还证明分子对接采用的分子力场相比于Amber力场更适合于BEG-HIV蛋白酶系统。这篇论文还采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明残基Leu23、Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Asp25′、Gly27′、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Ile84′与BEG产生了较强的相互作用,同时也证明CH-π和CH-O相互作用驱动了抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合。我们期望这个研究能为艾滋病治疗药物的合理化设计提供理论上的指导和实验上的参考。     

HIV-1 蛋白酶与抑制剂3G3相互作用机制的分子动力学研究

HIV-1蛋白酶已经成为艾滋病治疗药物设计的重要靶标。本文采用分子动力学模拟和MM-PB/SA方法计算了抑制剂3G3与HIV-1蛋白酶的结合自由能,结果表明范德华作用驱动了3G3与蛋白酶的结合。同时也采用了基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果证明残基Ala28,Val32/Val32′,Ile47,Gly49,Ile50/Ile50′,Ile84/Ile84′和Pro81′ 能与蛋白酶产生较为强烈的相互作用,同时也表明CH-π,π-π和 CH-O相互作用控制了3G3与蛋白酶的结合。我们期望这个研究能为抗艾滋病的药物设计提供理论上的指导。     

Nutlin-3a对p53-MDM2复合物稳定性影响

p53蛋白是一种与细胞周期停滞和细胞凋亡有关的蛋白质.在受到细胞压力或环境扰动后, p53促进下游多个靶基因的转录,介导肿瘤抑制. MDM2是主要的E3泛素连接酶,也是p53的负调控因子. MDM2可促进p53的泛素化和核输出,抑制p53的抑癌活性.因此MDM2对p53的负调控始终是肿瘤治疗中急切需要解决的问题. Nutlin-3a是被证明可以有效抑制p53-MDM2相互作用的小分子抑制剂.本文使用全原子分子动力学模拟,研究Nutlin-3a对p53-MDM2复合物的稳定性的影响.结果表明,通过引起p53和MDM2间Phe19-Gln72的氢键和Glu17-Lys94的盐桥发生的断裂, Nutlin-3a可以削弱p53和MDM2间的相互作用.我们的工作对Nutlin-3a小分子抑制剂的作用机制进行了说明,揭示了抗癌药物Nutlin-3a介导的p53-MDM2复合物亲和力降低的分子机制,并为针对p53蛋白的有效抗癌治疗提供了理论基础.     

峨山褐煤的分子结构和分子模拟

作为重要的化石能源，褐煤资源潜力巨大、分布广泛但综合利用率低。研究褐煤的分子结构模型，有助于预测褐煤在热解、液化和气化过程中的化学反应机理及反应路径，进而提高褐煤的综合应用水平。以云南峨山褐煤为研究对象，利用傅里叶变换红外光谱、13C核磁共振波谱及X射线光电子能谱等分析测试方法，获取了峨山褐煤的含碳、含氧及含氮结构参数。在此基础上，借助Gaussian 09计算平台，采用量子化学建模的方法构建并优化了峨山褐煤的分子结构模型。研究结果表明：峨山褐煤的芳碳率为39.20%，芳香碳结构主要为苯和萘，且芳香桥头碳与周边碳的比值χ_b为0.07；脂碳率为49.51%，脂肪碳结构主要为亚甲基，季碳和氧接脂碳；氧原子主要存在于羟基、醚氧、羰基和羧基结构中；含氮结构则以吡啶为主。基于元素分析、13C 核磁共振波谱分析，又经过热重实验消除褐煤中残余水分的影响后，计算出峨山褐煤的分子式为C₁₅₃H₁₃₇O₃₅N₂。依据分子式及分析结果计算出峨山褐煤的结构单元含量并构建出其初始结构模型，采用半经验法PM 3基组及密度泛函理论M06-2X/3-21G基组对初始分子构型进行优化。优化后的分子模型具有明显的三维立体特征，芳香环之间较为分散且在空间中排列不规则，芳香簇主要通过亚甲基、醚氧基、羰基、酯基和脂肪环连接，含氧官能团主要分布在分子边缘，脂肪族侧链较多。对优化后的分子模型进行振动频率计算进而获得了分子模型的模拟红外光谱，其与实验红外谱图吻合度良好，证明了峨山褐煤分子结构模型的准确性、合理性。分子结构模型的构建有利于直观地了解峨山褐煤的分子结构特征，从而有助于从微观分子角度研究峨山褐煤的宏观性质。同时，峨山褐煤分子结构模型可为其在热解、液化和气化等领域研究中提供理论指导。     

分子器件的研究进展

分子器件作为下一代电子器件近年来得到了迅速的发展．文章回顾了分子器件的发展历程和研究现状，并重点对分子导线、分子开关、分子整流器和分子晶体管等器件进行了介绍。     

Molecular micromaser

We show that photoassociation of fermionic atoms into bosonic molecules inside an optical lattice can be described using a Jaynes-Cummings Hamiltonian with a nonlinear detuning. Using this equivalence to the Jaynes-Cummings dynamics, we show how one can construct a micromaser for the molecular field in each lattice site.     

分子间相互作用对硫醇分子膜电输运性质的影响

利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,对硫醇分子膜的电学特性进行模拟.计算结果表明,由于分子间的相互作用,导致分子膜的导电能力比单分子提高2~3个数量级.分子结的导电能力随着压力增加而增加,电极距离的变化使分子与电极以及分子间的耦合增强、分子结的链内隧穿和链间隧穿几率增大,导致电流增加.     

并行化光滑分子动力学方法及其与分子动力学的耦合

提出光滑分子动力学方法(SMD)的并行化计算方法,编制光滑分子动力学以及光滑分子动力学-分子动力学(SMD-MD)耦合的并行程序,并分析铜纳米单晶的单向拉伸和带裂纹板的拉伸问题.光滑分子动力学在分子动力学基础上引入背景网格,在背景网格点上求解运动方程,由此将控制MD临界时间步长的因素化为背景网格单元尺寸,扩大可用的时间积分步长,缩短总计算时间.通过单晶拉伸和带裂纹板拉伸等较大规模问题的计算,验证方法的正确性.与传统分子动力学相比,SMD和SMD-MD耦合方法可以节约计算时间.     

Molecular beam epitaxy

Molecular beam epitaxy (MBE) is a process for growing thin, epitaxial films of a wide variety of materials, ranging from oxides to semiconductors to metals. It was first applied to the growth of compound semiconductors. That is still the most common usage, in large part because of the high technological value of such materials to the electronics industry. In this process beams of atoms or molecules in an ultra-high vacuum environment are incident upon a heated crystal that has previously been processed to produce a nearly atomically clean surface. The arriving constituent atoms form a crystalline layer in registry with the substrate, i.e., an epitaxial film. These films are remarkable because the composition can be rapidly changed, producing crystalline interfaces that are almost atomically abrupt. Thus, it has been possible to produce a large range of unique structures, including quantum well devices, superlattices, lasers, etc., all of which benefit from the precise control of composition during growth. Because of the cleanliness of the growth environment and because of the precise control over composition, MBE structures closely approximate the idealized models used in solid state theory.

This discussion is intended as an introduction to the concept and the experimental procedures used in MBE growth. The refinement of experimental procedures has been the key to the successful fabrication of electronically significant devices, which in turn has generated the widespread interest in the MBE as a research tool. MBE experiments have provided a wealth of new information bearing on the general mechanisms involved in epitaxial growth, since many of the phenomena initially observed during MBE have since been repeated using other crystal growth processes. We also summarize the general types of layered structures that have contributed to the rapid expansion of interest in MBE and its various offshoots. Finally we consider some of the problems that remain in the growth of heteroepitaxial structures, specifically, the problem of mismatch in lattice constant between layers and between layer and substrate. The discussion is phenomenological, not theoretical; MBE has been primarily an experimental approach based on simple concepts.     

Dipolar Order in Molecular Fluids: II. Molecular Influence

The influence on the short-range packing in dipolar fluids by molecular shape and by additional higher order electrostatic moments has been investigated by molecular dynamic simulations. The dipole polarization was found to decrease as the particles were elongated parallel to the dipole and to increase for elongation perpendicular to the dipole, eventually forming a nematic order. The addition of a quadrupole lead to a reduction of the polarization, and the influence of an axial octupole was weaker and more complex. Both a decrease and an increase of the polarization is possible depending on the relative dipole–dipole and octupole–octupole interaction strengths and the relative direction of the symmetry axes of the moments. These observations were attributed to the different parity of a dipole and a quadrupole and the same parity of a dipole and an axial octupole under reflection. In addition, further insights into the formation of dipole polarization were obtained. Short polar and long equatorial radii and strong dipole–dipole interaction are particle properties that promote a fluid with a high dipole polarization.