芬太尼类化合物与阿片μ受体相互作用的分子对接与分子动力学模拟

采用分子对接和分子动力学(MD)模拟方法研究了芬太尼类化合物与阿片μ受体的相互作用机制.先用AutoDock4.0程序将芬太尼类化合物对接到同源模建的阿片μ受体结构中,再用GROMACS程序包在水溶液体系中分别对12个芬太尼激动剂和阿片μ受体蛋白复合物进行了MD模拟研究,优化对接复合物的结构,最后利用MM-PBSA方法,在APBS程序中计算芬太尼类衍生物与阿片μ受体的结合自由能,计算出的受体配合物结合常数(Ki)与其实验值吻合较好,并预测了化合物的活性排序.结果表明,复合物蛋白结构与空载受体蛋白结构有较大差异,特别是胞内区IL2、IL3和跨膜区段TM4骨架构象变化较大,不同的化合物对受体结构影响也有差异,活性较好的化合物会增加蛋白特定区域结构的柔性.芬太尼类化合物可能是通过和受体结合后诱导阿片μ受体构象转变为活性构象,引起一系列的信号传导激活G蛋白,从而引发生理效应.     

一个取代的1,5-苯并二氮杂的晶体结构及构象研究

用X射线衍射方法测定了4-苯甲酰基-3-(邻氯苯基)-1-乙酸乙酯基-1a-苯基-1,1a,2,3-四氢化-4H-环丙胺-[1,2-a][1,5」-苯并二氯化合物的晶体结构,晶体结构测定结果表明分子核心骨架二氮杂为类船式构象.用动力学模拟退火(Simulated Annealing)方法对分子进行了构象分析,结果表明分子中的二氮杂七元环具有三种较稳定的构象,其中以船式构象为最稳定,并存在着明显的芳环堆积作用.分子中七元环同时并接苯环和三元环,且环中的N(2)—C(12)—C(11)—N(1)有π键成分,大大限制了七元环构象的相互转换.     

三岔共轭体系的结构研究——2-苯甲酰噻吩的晶体结构和构象

用X射线单晶衍射法测定了标题化合物的晶体结构,并用PCILO方法进行了构象分析。C_(11)H_8OS属于正交晶系,空间群P2_12_12_1,a=11.945(4),b=10.236(7),c=7.649(4),Z=4,Dc=1.37g/cm~3。由于分子内存在空间位阻,分子骨架不呈平面状。噻吩环与羰基骨架平面的二面角(θ_1)为21°,苯环与其的二面角(θ_2)为32°。计算得到的最低能量构象与晶态构象一致。文中讨论了分子的形状、空间位阻、基团共轭能力对构象的影响和孤立态分子在整个构象空间的势能变化。     

芬太尼类化合物的分子静电势研究

本文应用INDO波函数计算了三个芬太尼类化合物的分子静电势。酰胺氧原子周围均存在一个势阱很深的宽广的负电势区域, 是最重要的负电中心。 哌啶环4-位引入甲氧甲基后,增加了新的负电势区域。哌啶环1-位芳环周围具有宽广的正电势区域。 哌啶氮原子和酰胺氮原子附近存在较小的负电势区域。 基于计算出的静电势推测了三个化合物的镇痛作用的可能机理及药物结构与毒性的关系。     

1−去氧巴卡亭Ⅵ衍生物的合成和结构的研究

本文以1−去氧巴卡亭Ⅵ为原料合成系列衍生物,用X−射线单晶衍射方法研究了这些衍生物的精细立体结构。研究了母环上不同取代基对分子构象的影响,晶体学数据分析的结果证明C(2)和C(4)取代基对分子母环中A环构象起决定性作用,C(10)、C(13)位去乙酰基或C(9)和C(10)位羟基形成缩酮对分子构象无显著的影响,但对母环上不同环的构象产生细微的变化。研究结果还表明：C(2)位苯甲酰基的构象呈现揉曲性,此特性与紫杉烷类化合物的生物活性有关。     

一个取代的1, 5-苯并二氮杂卓的晶体结构及构象研究

用X射线衍射方法测定了4-苯甲酰基-3-(邻氯苯基)-1-乙酸乙酯基-1a-苯基-1,1a,2,3-四氢化-4H-环丙胺-[1,2-a][1,5]-苯并二氯杂卓化合物的晶体结构,晶体结构测定结果表明分子核心骨架二氮杂卓为类船式构象。用动力学模拟退火(SimulatedAnnealing)方法对分子进行了构象分析,结果表明分子中的二氮杂卓七元环具有三种较稳定的构象,其中以船式构象为最稳定,并存在着明显的芳环堆积作用。分子中七元环同时并接苯环和三元环,且环中的N(2)-C(12)-C(11)-N(1)有π键成分,大大限制了七元环构象的相互转换。     

一个取代的1, 5-苯并二氮杂卓的晶体结构及构象研究

用X射线衍射方法测定了4-苯甲酰基-3-(邻氯苯基)-1-乙酸乙酯基-1a-苯基-1,1a,2,3-四氢化-4H-环丙胺-[1,2-a][1,5]-苯并二氯杂卓化合物的晶体结构,晶体结构测定结果表明分子核心骨架二氮杂卓为类船式构象。用动力学模拟退火(SimulatedAnnealing)方法对分子进行了构象分析,结果表明分子中的二氮杂卓七元环具有三种较稳定的构象,其中以船式构象为最稳定,并存在着明显的芳环堆积作用。分子中七元环同时并接苯环和三元环,且环中的N(2)-C(12)-C(11)-N(1)有π键成分,大大限制了七元环构象的相互转换。     

四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱分析芬太尼类药物的裂解规律北大核心CSCD

采用四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱仪,在分辨率高达70000情况下,直接采集碎裂片段的高精度质荷比(m/z),并通过元素模拟得到各碎片离子的元素组成,进而探究芬太尼类药物的裂解规律。结果表明:芬太尼类药物分子结构中叔胺基团的存在,使其极易被质子化,形成分子离子峰[M+H]^(+);裂解过程首先发生在叔胺与哌啶环相连的C-N键上,即哌啶环上的γ-H重排到与叔胺基团相连的羰基氧上,哌啶环上的β-键断裂(麦氏重排),形成一个中性丢失分子,另一端形成带电荷的碎裂片段,在高碰撞能量下,碎裂片段进一步发生裂解。按照化学结构将37种芬太尼类药物及其裂解途径划分为3类:(1)结构中含有N-苯基丙酰胺基团(149 Da),均可形成以149 Da为中性丢失的特征碎片离子m/z[M+H-149 Da]^(+);(2)N-苯基丙酰胺基团被其他任意非氢原子取代,而与之相连的哌啶环-苯乙基结构保持不变,中性丢失后则可产生特征碎片离子m/z 188.1433(C_(13)H_(18)N^(+)),随后哌啶环与苯乙基进一步发生N-C键断裂,形成特征碎片离子m/z 105.0702(C_(8)H_(9)^(+))和m/z 84.0814(C_(5)H_(10)N^(+));(3)不含完整母核结构的芬太尼类药物,多由修饰后的N-苯基酰胺与哌啶环构成,不能通过上述特征碎片离子进行定性,但均能通过高碰撞能量下吡啶环及其裂解产物m/z 84.0814(C_(5)H_(10)N^(+))和m/z 54.0724(C_(3)H_(4)N^(+))进行快速鉴定。     

含哌啶结构杂环醇的立体化学研究

用分子力学和量子化学计算方法(AM1)研究了含哌啶结构杂环醇(1_4)及其羧酸酯类化合物的立体化学问题.结果表明,在哌啶醇(1)及醇(3)分子中,4位羟基处于哌啶环的a键位时,环上的氮原子和羟基氧原子之间可能形成非经典的轨道超共轭作用,使其构型构象得到稳定.     

色满螺哌啶衍生物的合成及生物活性研究进展

色满螺哌啶是一类特殊的三环骨架,其通过结构修饰可发展一系列衍生物,从而表现出广泛的生物活性,如抗肿瘤、抗菌、抗疟、抗肥胖、抗炎、抗氧化以及抗精神病等。因此,色满螺哌啶衍生物在有机合成和医药研发领域中发挥了重要的作用。本文主要介绍在色满的C2位和哌啶环的C4′位稠合而成的色满螺哌啶类衍生物,包括螺[色满-2,4′-哌啶]类、螺[色满-2,4′-哌啶]-4(3H)-酮类、螺[色烯-2,4′-哌啶]类和螺[苯并[b][1,4]噁氮杂?-2,4′-哌啶类化合物等,简述这四类衍生物的经典合成方法,并重点对其生物活性研究进展进行评述。     

羟甲芬太尼(Ohmefentanyl):一个新的μ阿片受体激动剂

羟甲芬太尼(F 7302,N-[1-(β-羟基-β-苯乙基)-3-甲基-4-哌啶基]-N-丙酰苯胺)是一个合成的强效镇痛剂,小鼠上的镇痛强度为吗啡的 6300倍.Na~ (100 mM)和 GTP(50 μM)可以减少羟甲芬太尼抑制~3H-naloxone特异性结合的强度,指出这个化合物呈现阿片激动剂性质.~3H-羟甲芬太尼与小鼠脑匀浆P_2部分阿片受体的结合具有饱和性、专一性和可逆性,Scatchard分析指出两个不同的结合点(K_(D1)=0.32nM,K_(D2)=3.91nM).各种阿片类药物可以较强地抑制~3H-羟甲芬太尼的特异性结合,而非阿片类药物不能抑制这种结合.比较吗啡、DSTLE和羟甲芬太尼抑制~3H-di-hydromorphine(μ)和’~3H-[D-Ala~2,D-Leu~5]enkephalin(δ)结合到小鼠脑突触浆膜阿片受体上的强度,结果表明,吗啡、DSTLE和羟甲芬太尼抑制~3H-dihydromorphine(μ)结合的强度分别为抑制~3H-[D-Ala~2,D-Leu~5]-enkephalin(δ)结合强度的79,0.11和81.5倍,从而提示羟甲芬太尼是一个强的μ激动剂。     

二氢和四氢-2-甲基-4-芳基(1,5)苯并硫氮杂的构象分析(Ⅰ)

本文研究了2-甲基-4-芳基(1,5)苯并硫氮杂的光谱和构象分析,确立了二氢化物具有类船式构象。形成二氢化物的成环反应是高度立体选择性的,分子内杂环并联的苯环和取代的芳环的平面夹角约为50度,但4位的芳环仍能和杂环并联的苯环发生明显的共轭效应,氮原子在这里起着关键作用。二氢化物用硼氢化钠还原,得到的四氢化物的构象是扭船式的,也是稳定的,这显然是由这个体系的结构所决定的。还原反应是立体专一性的。     

新烟碱类化合物药效构象的分子对接研究

从烟碱型乙酰胆碱受体(nACHR)-烟碱(nicotine)复合体晶体模型出发, 采用SYBYL 6.92软件包中FlexX分子对接模块对新烟碱类化合物的3种已上市化合物吡虫啉、噻虫啉、烯啶虫胺和3种吡虫啉的结构衍生物同受体蛋白作用的精确模型进行了研究. 通过全局搜索方法构建配体的构象库进行对接, 依据构象间RMS值对结果进行分类结合CScore打分函数数据对对接结果进行筛选, 最终给出合理的新烟碱类化合物-烟碱型乙酰胆碱受体的药效作用构象模型: 配体吡啶环上氮原子通过水分子同受体Leu102, Met114形成氢键并且咪唑环或噻唑环上亲水侧链同受体CYS187或SER186形成氢键, 疏水侧链同疏水部位A (TYR164, TRP53, TYR89以及TYR185残基), 或疏水部位B (TYR132, CYS187和CYS188)相互作用. 此模型同早先有关文献报道的试验结果部分吻合, 充分表明了其合理性. 同时依据本构象模型, 在新烟碱类化合物结构方面提出了一些改良建议并为研究其高选择性指出方向.     

正负离子表面活性剂混合体系中正离子与芳环π电子的相互作用

通过UV-vis, ~1H NMR和TEM等方法研究了[溴化十烷基三甲铵（DTAB）与N-（ 4-癸氧基-2-羟基苄基）甘氨酸（C_(10)HG）]正负离子表面活性剂混合体系中的正 离子-π相互作用。实验结果表明在聚集体中DTAB分子处于C_(10)HG的芳环平面上 方,二者之间存在着阳离子-π相互作用,该相互作用有利于囊泡的形成。     

内吗啡肽-1及其类似物的合成及与阿片受体结合作用

内吗啡肽－1和内吗啡肽－2（Endomorphin-1,EM-1;Endomorphin-2,EM-2)是阿片肽类化合物中近期发现的两种,被认为是μ型阿片受体（μ-opiate receptor,MOR)的高亲和性、高选择性的内源性配基^[1]。这一发现是阿片肽研究领域的又一次重大突破,尤其是EM－1与阿片受体相结合的作用^[2]、镇痛效应和降血压活性引起了广泛关注。Fiori等^[3]进而指出了EM－1的生物活性构象,当其处于膜模拟环境中时,认为主链采取伸展构象,2－Pro等^[3]进而指出了EM－1的生物活性构象,当其处于膜模拟环境中时,认为主链采取伸展构,2－Pro采取顺式构型;1－Tyr的侧链与3－Trp的侧链距离较近,而结合EM－1构象研究成果,合理替换了EM－1的2－／3－位氨基酸（Amino acid,Aa),用液相多肽合成法得到了EM－1及其6个类似物,并利用离体生物检定法研究了它们的阿片受体结合作用,以期有助于内吗啡肽进一步的基础及应用研究。     

N2O2的立体结构和键型

一氧化氮是奇电子分子,有聚合倾向。N_2O_2是NO在低温下生成的较弱的二聚物,其几何构型可能有以下三种形式(见图1);由于氮原子上孤对电子的排斥作用,分子不能自由绕N—N轴进行内旋转,因此可能有非环的顺式(C_(2v))和反式(C_(2(?)))构象;又由于NO是极性分子,偶极之间相互作用使得矩形(C_(2(?)))结构也是可能的,但根据振动光谱数据知,最稳定的是非环     

原卟啉原IX的构象分析

在合理药物设计方法中 ,当靶标酶的三维结构未知时 ,对其底物进行构象分析 ,特别是确定其活性构象 ,对阐明靶标酶活性中心的空间形状和作用位点具有十分重要的意义。我们曾利用距离比较法确定了原卟啉原氧化酶的底物—原卟啉原IX的活性构象 ,本文从构象分析的角度对 4种不同构象的原卟啉原IX分子与二苯醚类分子的晶体学构象进行了几何参数的比较和分析 ,结果进一步证实了距离比较法所确定的活性构象更为可靠     

4-取代Fentanyl类化合物电子结构及构效关系研究

本文对十一个4-取代Fentanyl类化合物进行了量子化学(INDO)计算, 研究了它们的电子结构及构效关系. 结果表明, 这些化合物同其他Fentanyl类化合物在主要活性部位和电子结构趋势上基本相同. 酰胺氧原子是最重要的负电中心, 哌啶氮原子在季铵化后发挥正电中心作用. 4-取代基的极性基团可能以电荷转移作用或氢键接受体形式与受体极性部位结合, 并能影响其他活性部位电子密度. 另外, 4-取代基的立体因素与疏水因素同生物活性相关.     

TMPDO和4-NOH-TMPD在HTS/H_2O_2催化体系中的吸附机理及对Ti—OOH的稳定作用

采用TG,NH_3-TPD,FTIR和原位IR考察分析了2,2,6,6-四甲基-4-酮-哌啶(TMPDO)和2,2,6,6-四甲基-4-肟基-哌啶(4-NOH-TMPD)在空心钛硅分子筛/双氧水(HTS/H_2O_2)体系中的吸附作用和机理.结果表明,HTS/H_2O_2体系中的催化剂表面存在Si—OH和Ti—OOH活性位;TMPDO和4-NOH-TMPD分子主要通过碱性的=N—H基与酸性较强的Si—OH中心作用,同时分子中对位的羰基或肟基与Ti—OOH中心作用,形成双位吸附.从而显著地提高活性中心Ti—OOH的稳定性和浓度,并导致催化剂表面强酸位数量明显减少,而弱酸位数量明显增加.因此,通过吸附适当有机碱来修饰催化剂的表面性质,可以提高HTS/H_2O_2体系的催化活性和选择性.     

原卟啉原Ⅸ的构象分析

在合理药物设计方法中,当靶标酶的三维结构未知时,对其底物进行构象分析,特别是确定其活性构象,对阐明靶标酶活性中心的空间形状和作用位点具有十分重要的意义.我们曾利用距离比较法确定了原卟啉原氧化酶的底物-原卟啉原Ⅸ的活性构象,本文从构象分析的角度对4种不同构象的原卟啉原Ⅸ分子与二苯醚类分子的晶体学构象进行了几何参数的比较和分析,结果进一步证实了距离比较法所确定的活性构象更为可靠.