氰基吡咯烷类FAP抑制剂的分子对接及3D-QSAR研究

成纤维细胞激活蛋白(FAP)与肿瘤微血管的形成和肿瘤的生长密切相关,是药物设计的理想靶点。本文运用分子对接分析51个(4-喹啉)-甘氨酰-氰基吡咯烷衍生物与FAP受体的相互作用,研究结果表明吡咯烷衍生物与FAP受体ASP46、THR51、GLN721等氨基酸残基形成氢键和立体作用。采用比较分子力场分析(Co MFA)和比较分子相似性指数分析(Co MSIA)组合场进行3D-QSAR研究。Co MFA和Co MSIA模型的q2及r2分别为0.821,0.967和0.710,0.951,3D-QSAR结果表明模型具有较强的预测能力。3D-QSAR等势图显示小分子的立体、静电、疏水、氢键等性质影响生物活性,与分子对接结果一致,为设计出更高活性吡咯烷类抑制剂提供借鉴。     

5-(3′-芳基-5′-(口恶)唑烷酮基甲氧基)-3(2H)哒嗪酮类化合物的合成及生物活性

(口恶)唑烷酮及其衍生物已广泛用于医药农药化工领域[1～4],如抗感染类药物痢特灵和高效杀菌剂农利灵[5].     

联吡啶还原合成吡啶基四氢吡啶和吡啶基六氢吡啶

吡啶基四氢吡啶衍生物(Ⅰ)和吡啶基六氢吡啶衍生物(Ⅱ)是α受体和HT1A受体类似物的结构组成部分,应用在药物合成中[1].Ⅰ和Ⅱ可通过环化反应、烷基化反应或联吡啶还原合成[2].环化反应或烷基化反应路线较长,且易形成含不饱和哌啶基吡啶的混合物,需要进一步的还原或纯化[2a];用Ni合金还原联吡啶只能直接合成吡啶基六氢吡啶,且反应时间长,收率低[2d];N-氧化联吡啶还原合成吡啶基六氢吡啶收率低,不适用于大量合成[2e].     

合成受体与短肽相互作用研究进展*

由于在蛋白质分离,生物传感器,疾病诊断和治疗以及基础的生物医药研究等领域的潜在重要应用,合成受体与短肽（3－20氨基酸残基）相互作用的研究已引起了人们的关注。本文综述了近年来合成受体与短肽相互作用的研究进展,介绍了小分子受体与个别氨基酸残基的相互作用,小分子受体对短肽的序列选择性识别,小分子受体对短肽二级结构的诱导与识别以及高分子受体与短肽的相互作用,并对短肽受体的设计进行了建议与展望。     

VEGFR-2 与抑制剂Sunitinib 的分子对接及分子动力学研究

用分子对接方法研究了VEGFR-2 和抑制剂Sunitinib 的相互作用模式, 并对其复合物进行了10 ns 的分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟. 结果表明, 抑制剂Sunitinib 能与VEGFR-2 中位于活性空腔的Glu885, Ile888, His1026,Asp1028, Asp1046 五个氨基酸残基形成疏水作用; 另外, VEGFR-2 中His1026, Cys1024, Asp1046 三个氨基酸残基能与Sunitinib 形成三个作用强度不同的氢键. 这些基团之间的相互作用是Sunitinib 抑制VEGFR-2 活性的关键因素. 研究结果可为VEGFR-2 抑制剂的结构改良、分子设计、合成提供理论参考, 并有助于寻找活性更高、效果更好的抗肿瘤药物.     

3-氧代-3-[3-三氟甲基-5,6-二氢[1,2,4]三唑并[4,3-α]吡嗪-7(8H)-基]-1-苯基丙烷-1-胺的合成

三唑类衍生物是重要的化工和药物合成中间体,而稠合三唑类衍生物因其独特的生理活性更是得到了广泛关注[1-2],其中3-三氟甲基-5,6,7,8-四氢[1,2,4]三唑并[4,3-α]哌嗪与β-氨基酸缩合得到的化合物是一类重要的二肽基肽酶-Ⅳ抑制剂 [3-4],可作为2型糖尿病的治疗药物,如2006年经美国FDA批准在美国上市的西他列汀(sitagliptin),此外二肽基肽酶-Ⅳ抑制剂还可用于肥胖症和高血压等疾病的预防和治疗[5].     

猴金属硫蛋白突变体(N4C, T27C, N4C/T27C)的构建、表达与结构性质研究

在哺乳动物金属硫蛋白的61或62个氨基酸残基中,有20个十分保守的Acysteines,它们通常结合7个二介后过渡金属离了如ZN2+和Cd2+[1,2]等,并形成两个结构域[3],在N-端B-donain[M(I)3-Cys9]的中,3个二价后过渡金属离子均以两上端基巯基和两个桥基巯的相同方式与肽链上的半胱氨酸配位,而在C-端的a-domain[M(I)-Cys11]配位方式分为两类;两上二价后过渡金属离子分别与3个桥基巯基和1个端基配位,另两个二价后过渡金属的配位方式与中的相似,金属硫蛋白在一级序列上最显著的特征是存在多个片段,其中X是非半胱氨酸氨基酸残基[1,7].     

超分子体系中的分子识别研究 Ⅴ.单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精对氨基酸分子识别的热力学性质

本文用分光光度滴定法测定了单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精(1)和(3)与一系列氨基酸在磷酸缓冲溶液中(pH=7.20),25.0～40.0℃时形成超分子体系的稳定常数,进而计算了配位焓和配位熵,并与单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-β-环糊精(2)的实验结果作了比较.化学计量法表明,所有的氨基酸均与环糊精衍生物形成了1:1的超分子体系.从热力学的观点,讨论了化学修饰环糊精和客体氨基酸的尺寸或形状适合、疏水效应、范德华力和氢键等几种弱相互作用力对形成超分子体系的贡献.研究结果发现,具有正电荷环糊精衍生物的吡啶基,作为一种分子探针不仅可以识别氨基酸生物分子的尺寸或形状之间的差异,而且还可以识别L/D-型手性对映体之间的差异,进一步表明了主-客体间的诱导楔合、几何互补在分子受体选择性键合底物形成超分子体系中的重要作用.     

超分子体系中的分子识别研究 5: 单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精对氨基酸分子识别的热力学性质

本文用分光光度滴定法测定了单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精(1)和(3)与一系列氨基酸在磷酸缓冲溶液中(pH=7.20), 25.0~40.0℃时形成超分子体系的稳定常数, 进而计算了配位焓和配位熵, 并与单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-β-环糊精(2)的实验结果作了比较。化学计量法表明,所有的氨基酸均与环糊精衍生物形成了1:1的超分子体系。从热力学的观点,讨论了化学修饰环糊精和客体氨基酸的尺寸或形状适合、疏水效应、范德华力和氢键等几种弱相互作用对形成超分子体系的贡献。研究结果发现, 具有正电荷环糊精衍生物的吡啶基, 作为一种分子探针不仅可以识别氨基酸生物分子的尺寸或形状之间的差异, 而且还可以识别L/D-型手性对映体之间的差异, 进一步表明了主-客体间的诱导楔合、几何互补在分子受体选择性键合底物形成超分子体系中的重要作用。     

超分子体系中的分子识别研究 5: 单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精对氨基酸分子识别的热力学性质

本文用分光光度滴定法测定了单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-α-和γ-环糊精(1)和(3)与一系列氨基酸在磷酸缓冲溶液中(pH=7.20), 25.0~40.0℃时形成超分子体系的稳定常数, 进而计算了配位焓和配位熵, 并与单-[6-(1-吡啶)-6-脱氧]-β-环糊精(2)的实验结果作了比较。化学计量法表明,所有的氨基酸均与环糊精衍生物形成了1:1的超分子体系。从热力学的观点,讨论了化学修饰环糊精和客体氨基酸的尺寸或形状适合、疏水效应、范德华力和氢键等几种弱相互作用对形成超分子体系的贡献。研究结果发现, 具有正电荷环糊精衍生物的吡啶基, 作为一种分子探针不仅可以识别氨基酸生物分子的尺寸或形状之间的差异, 而且还可以识别L/D-型手性对映体之间的差异, 进一步表明了主-客体间的诱导楔合、几何互补在分子受体选择性键合底物形成超分子体系中的重要作用。     

咪唑啉类药物与钾离子通道Kir6.2相互作用的分子对接研究

运用AutoDock4软件进行了分子对接研究, 得到了7种咪唑啉药物分子与Kir6.2的作用位点, 并发现了2个活性位点区域; 依法可生(Efaroxan)、可乐定(Clonidine)、西苯唑啉(Cibenzoline)和Bl11282位于残基H175, K67和W68形成的活性口袋中, 主要作用方式为氢键相互作用; 而Rx871024、烯丙尼定(Alinidine)和Ly389382位于残基F168, M169和I296形成的疏水口袋中, 在Kir6.2的通道孔中央, 没有氢键形成, 主要作用为疏水相互作用. 咪唑啉类药物与Kir6.2相互作用活性位点的理论预测将有助于该药物在胰腺β细胞中调控胰岛素分泌机制的研究.     

光谱法结合分子对接研究萘酰亚胺衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

通过多种光谱方法并结合分子对接研究了萘酰亚胺衍生物(XYFS)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。测试了体系在不同温度下的荧光和吸收光谱,以及时间分辨荧光光谱,发现两者之间主要通过静电作用相互结合,XYFS对BSA的荧光猝灭为静态猝灭。进一步研究了体系的同步荧光光谱和圆二色光谱,随着体系中XYFS浓度的逐渐增大,BSA构象发生了明显变化,其疏水性氨基酸残基逐渐裸露,且BSA的α-螺旋含量增加。分子对接模拟表明XYFS与BSA在SiteⅠ位结合,XYFS与BSA中的精氨酸残基有静电相互作用力。研究结果有助于深入了解萘酰亚胺衍生物与蛋白质相互作用机理及结合特征。     

表皮生长因子受体和抑制剂之间分子对接的研究

研究了表皮生长因子受体(EGFR)和4-苯胺喹唑啉类抑制剂之间的相互作用模式，表皮生长因子受体的三维结构通过同源蛋白模建的方法得到，而抑制剂和靶酶结合复合物结构则通过分子力学和分子动力学结合的方法计算得到。从模拟结果得到的抑制剂和靶酶之间的相互作用模式表明范德华相互作用、疏水相互作用以及氢键相互作用对抑制剂的活性都有重要的影响，抑制剂的苯胺部分位于活性口袋的底部，能够与受体残基的非极性侧链产生很强的范德华和疏水相互作用，抑制剂双环上的取代基团也能和活性口袋外部的部分残基形成一定的范德华和疏水性相互作用，而抑制剂喹唑啉环上的氮原子能和周围的残基形成较强的氢键相互作用，对抑制剂的活性有较大的影响，计算得到抑制剂和靶酶之间的非键相互作用能以及抑制剂和靶酶之间的相互作用信息能够很好地解释抑制剂活性和结构的关系，为全新抑制剂的设计提供了重要的结构信息。     

手性胺酰胺型液相色谱手性固定相的制备及几种氨基酸衍生物的拆分

用(R)-1-苯基2-对甲基苯基乙基胺(PTE)与L-异亮氨酸制得含两个手性中心的手性选择剂,以琥珀酸酐作为连接臂,将手性选择剂键合到氨基丙基硅胶上制得手性固定相。以正己烷-异丙醇为流动相,利用该固定相对氨基酸衍生物进行高效液相色谱手性拆分,并考察了流动相中异丙醇含量对手性拆分的影响。结果表明,该手性固定相对所分析的氨基酸衍生物大部分都具有一定的拆分能力。当异丙醇含量为1%时,亮氨酸与苯丙氨酸的苯甲酰甲酯衍生物获得基线分离。当异丙醇含量为20%时,亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、谷氨酸的3,5-二硝基苯甲酰甲酯衍生物获得基线分离。     

乙酰胆碱酯酶AChE与1,7-二氮杂咔唑抑制剂的作用机理的分子动力学模拟

通过分子对接、分子动力学(MD)模拟以及成键自由能分析方法,从原子水平上模拟研究了3种1,7-二氮杂咔唑衍生物(分别记为M1、M2和M3)与ACh E的结合模式及相互作用机理,分析和讨论了研究体系的静电相互作用和范德华相互作用(vd W)。用MM-PBSA方法计算的3种抑制剂与ACh E之间的结合自由能与抑制剂的实验生物活性数据(IC50值)相对应。分析结果表明,残基S286与抑制剂之间形成的氢键作用有利于抑制剂与ACh E之间的结合。范德华相互作用,尤其是抑制剂与关键残基W279和Y334的作用,对抑制剂与ACh E之间的结合自由能有较大的贡献,在区分抑制剂M1(或M2)和M3的生物活性上发挥着重要的作用。     

神经氨酸酶与三羟基甲氧基黄酮衍生物相互作用的分子模拟

以5,7,4'-三羟基-8-甲氧基黄酮(MF)为先导物, 以现有的神经氨酸酶(NA)抑制剂类药物的结构特征为参考, 设计了一系列的三羟基甲氧基黄酮衍生物, 并运用分子对接与分子动力学相结合的方法进行了筛选及作用机制分析. 分子对接结果表明, 功能团(羧基及胍基/氮-乙酰氨基)的引入并未影响衍生物在酶活性腔中的结合位置, 衍生物的结构与相互作用能之间存在一定的联系. 将羧基和胍基作为替代基团引入到MF的C7及C5位上所得的新化合物(9)在所合成的衍生物中具有最好的结合能力(-1172.52 kJ/mol), 远远优于现有先导药物4-(氮-乙酰氨基)-5-胍基-3-(3-戊氧基)安息香酸(BA)和MF与NA的结合能力(-672.12和-347.44 kJ/mol). 进一步的作用机制分析发现, 在神经氨酸酶活性腔中, 化合物9的羧基和胍基的空间取向与现有药物中这两个基团的空间取向一致, 且化合物9与先导药物MF一样, 能与活性腔内保守残基Asp151和Glu227发生较强的相互作用. 因此可认为化合物9是一种具有应用潜质的新型神经氨酸酶抑制剂. 本研究结果为实验研究和设计抗流感药物提供了可行性思路.     

苏丹红Ⅱ与肌红蛋白相互作用的分子模拟与实验

用荧光光谱法研究了苏丹红Ⅱ与肌红蛋白(Mb)之间的相互作用, 实验结果表明,二者结合位点数近似为1, 结合常数K=3.84×107L/mol, 有很强的相互作用. 用分子柔性对接技术模拟确定了它们之间的作用位点、作用力类型及相互作用能. 理论计算的结果表明,苏丹红Ⅱ和Mb相互作用的势能为-9419.9 kJ/mol, 静电能为-7468.8 kJ/mol, 范德华能为-1951.0 kJ/mol. 苏丹红Ⅱ与Mb中His64残基形成氢键, 苏丹红Ⅱ也能与疏水氨基酸残基, 如能产生内源荧光的Phe33、Phe43、Phe106 和 Phe138等发生作用, 这与苏丹红Ⅱ能使Mb荧光猝灭的实验结果是一致的.     

10H-茚并[1,2-b]喹啉及其衍生物的合成

杂环化合物大多具有一定的生物活性,而喹啉类杂环化合物是具有生物活性和药理活性最常见的一类杂环化合物.很多喹啉衍生物具有杀菌、抗菌、抗高血压、抗抑郁、抗过敏、抗疟疾、抗肿瘤和抗癌等生物活性和药理活性[1].大部分喹啉衍生物是通过化学方法合成出来的,如磷酸氯喹(Chloroquine phosphate)、扑疟喹(Plasmoquine)、磷酸伯喹(Primaquine phosphate)等抗疟疾药物[2].     

三元体系Zn(ClO4)2-BAPHDCA-H2O(30℃)的相平衡研究及Zn(BAPHDCA)(ClO4)2·2H2O的合成与表征

安替比林(AP)及其4位取代衍生物与各种稀土盐及过渡金属盐之间的化学行为已有广泛的研究[1,2].     

牛视紫红质蛋白质中视黄醛的活性位点

视紫红质蛋白是一个跨膜蛋白, 视黄醛(RET)在该蛋白中的活性结合位点涉及到视觉过程机理, 与一些眼科疾病病理有关. 基于牛视紫红质蛋白1U19的蛋白质晶体结构数据, 采用密度泛函理论的B3LYP方法计算RET-Lys296残基与视黄醛分子周围半径为0.6 nm的空间范围30个氨基酸残基相互作用和结合能. 数值显示1U19蛋白中的残基Glu113、Glu181和Glu122是质子化的RET-Lys296残基的活性结合位点, 结合能分别为-333.38、-205.67和-194.56 kJ·mol-1. 这些氨基酸残基带有一个负电荷, 与质子化的RET-Lys296残基发生强烈的离子静电相互作用. 另外几个残基Ala292、Cys187、Phe293、Pro291以及Trp265等与质子化RET-Lys296残基也有相互吸引作用. 当RET-Lys296残基非质子化, 上述相互作用消失, 促使视黄醛分子与视蛋白分离. 研究发现残基Glu113和Glu181周围各自有一个结晶水分子通过双氢键形式起着稳定作用.