光系统Ⅱ抑制剂: 顺式氰基丙烯酸酯化合物的 三维构效关系的电子结构研究

以距离比较法所获得的顺式氰基丙烯酸酯化合物的活性构象为模板,对39个该类化合物采用比较分子场方法进行了三维构效关系的研究。结果表明,所获得的药效团模型具有很好的预测能力。同时采用量子化学的方法对活性构象模板分子电子结构作了讨论。     

光系统Ⅱ抑制剂—反式氰基丙烯酸酯比较分子场和电子结构研究

对反式氰基丙烯酸酯系列活性分子采用限制性系统搜索方法确定的药效团模型 ,与 9类不同骨架结构的光系统 抑制剂 DISCO模型中的反式氰基丙烯酸酯分子(M- 2 2 )的活性构象为模板所确定的药效团模型是非常相近的。对两种方法所获得的活性构象分子进行了 Co MFA研究 ,其结果是一致的。采用 PM3方法进行了量子化学计算 ,计算结果表明两种模型的构象分子具有相近的电子结构 ,根据分子静电场、立体场和电子结构探讨了该类抑制剂的构效关系。     

咪唑啉酮类除草剂的三维构效关系研究

从三维角度出发,采取不同的构象搜索方法得到了咪唑酮类化合物分子的活性构象。利用比较分子场分析方法进一步证实了模板分子构象的正确性。并从静电场、立体场及活性关系等方面进行了三维定量构效关系研究,得到了具有较强预测能力的QSAR模型。     

光系统II(PSII)抑制剂的比较分子场研究

以光系统II抑制剂DISCO(DIStance COmparisons)模型的活性构象分子作为模板,利用比较分子场分析方法对三类结构不同的化合物进行了三维构效关系的研究.研究结果有助于对DISCO重叠模型的评估和新型PSII抑制剂的设计与合成.     

光系统Ⅱ(PSⅡ)抑制剂的比较分子场研究

以光系统Ⅱ抑制剂DISCO(DIStanceCOmparisons)模型的活性构象分子作为模板,利用比较分子场分析方法对三类结构不同的化合物进行了三维构效关系的研究。研究结果有助于对DISCO重叠模型的评估的新型PSⅡ抑制剂的设计与合成。     

基于分子对接的6-萘甲基取代HEPT类HIV-1逆转录酶抑制剂构效关系研究

采用分子对接方法得到了一系列6-萘甲基取代HEPT类逆转录酶抑制剂分子与HIV-1逆转录酶复合物模型,从中抽取出抑制剂分子的活性构象,进一步应用CoMFA和CoMSIA方法建立了具有较好预测能力的3D-QSAR模型,深入探讨了这些化合物的定量构效关系,为进一步的药物设计奠定了良好的基础.另外,以化合物13及其相应的β异构体24为代表,结合量子化学从头算分子轨道理论方法考察了它们的前线轨道,为阐明α和β系列化合物的活性差异提供了理论依据.     

烟碱型乙酰胆碱受体吡啶基胺类配体的构效关系研究

采用分子动力学模拟退火技术寻找了一类新型烟碱型乙酰胆碱受体吡啶基胺类配体分子的优势构象，用分子力学方法进行了结构优化，再用半经验量子化学方法中的AM1方法进一步优化，并做了电子结构计算.用计算所得物化参数对配体亲和性进行多元线性回归分析，回归结果表明：化合物pKi值与分子最低空轨道能量(ELUMO)、吡啶基所带总电荷(Qp)及分子构象相关.根据计算结果对该类化合物与受体的作用机制和作用位点进行了讨论.     

N3H5异构化及构象分析

采用量子化学的方法, 对氮氢化合物N3H5所有可能的二面角变化进行松散势能面扫描, 获得了相应的能量和构象之间的关系, 研究了N3H5的异构化机理和构象的变化. 分子中的原子(AIM))理论计算得到的键临界点电荷密度的增大和减小,及其拉普拉斯值的正负变化, 可以清楚地反映构象转化过程中键的增长、断裂和新键生成的相关信息. 自然键轨道(NBO)理论分析表明, 立体排斥作用使分子能量升高, 而超共轭作用使分子能量降低, 它们对分子构象的相对稳定性起了重要作用.     

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.     

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     

取代苯酚诱发浮萍萎黄活性预测研究

应用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311G**水平上对25种取代苯酚进行全优化计算获得优势构象,从获得的分子构象模型中提取了多种量子化学参数,结合文献中取代苯酚诱发浮萍萎黄的活性数据(pC),采用多元线性回归方法成功建立了取代苯酚诱发浮萍萎黄活性的定量预测模型.经逐步回归筛选变量后,所建模型的相关系数R为0.972,去一法交叉验证复相关系数Rcv2为0.932,外部预测集交互检验Qext2为0.931,模型具有较高的拟合精度和较好的预测效果.模型结果表明:最低空轨道能ELUMO及分子体积V对取代苯酚的毒性大小有较大的制约作用;取代苯酚对浮萍所表现出来的毒性随着ELUMO的降低和V的增大而增大;所建两变量模型(1)能较好地预测取代苯酚诱发浮萍萎黄活性.     

PPAR激动剂的定向设计、虚拟筛选及合成

过氧化物酶体增殖因子活化受体(PPAR)是核受体超家族的一员.基于受体结构的药物分子设计与组合化学策略相结合,构建了过氧化物酶体增殖因子活化受体(PPAR)激动剂的虚拟化合物库.将已知小分子配体(GW409544)与PPAR晶体复合物进行剥离,得到受体的活性构象,并利用此活性受体分子与虚拟库中小分子进行对接和虚拟筛选,得到理论上结合较强的化合物,并对这些化合物进行合成,共合成9个新化合物.活性筛选结果显示化合物对PPAR具有一定的亲和力,其中有三个化合物显示出对PPARα,PPARγ的双重激动作用,从而指导新活性化合物的设计和合成.     

基于他克林的乙酰胆碱酯酶抑制剂的3D-QSAR研究及虚拟筛选

本文通过对58个他克林派生物乙酰胆碱酯酶抑制剂分子进行建模分析,研究其结构与活性的关系,并通过虚拟筛选方法获得一系列潜在AChE抑制剂双位点分子。首先将一系列他克林二联体化合物与AChE晶体结构对接,获得化合物的活性构象,以此进行建模分析,建立结构与活性之间的三维定量构效关系。所得模型CoMFA、CoMSIA、TopomerCoMFA的交叉验证系数分别为0.510、0.702、0.571,非交叉验证系数为0.998、0.988、0.794,测试集r_(pred)~2为0.750、0.742、0.766,所得模型具有良好的预测性,由此可以为设计高活性的新分子提供理论基础。然后,使用Topomer search对ZINC数据库中的125909分子进行虚拟筛选,得到891个具有潜在AChE抑制活性的分子。最后,对这891个分子进行分子对接,观察分子与晶体结构的结合情况,筛选得到66个具有高选择性的双位点AChE抑制剂分子。     

N-(1-萘基)琥珀酰亚胺分子间相互作用的计算机模拟

对分子间相互作用比较复杂的N-(1-萘基)琥珀酰亚胺进行理论计算时, 提出了将溶液构建和随机构象搜索相结合的多分子相互作用体系构建方法, 可以简单而准确地得到二聚体和三聚体结构, 其中二聚体结构和采用分子对接方法得到的结果完全一致. 经密度泛函理论计算, 得到了在真空条件下二聚体结构的最低能量构象. 对较大体系的三聚体结构采用高精度分子力学进行了理论计算. 通过分子间相互作用对分子构象的影响讨论了溶液结晶过程中N-(1-萘基)琥珀酰亚胺分子构象变化, 为该化合物结晶机理的深入研究提供重要依据.     

R基团搜索技术用于PTH类Tau蛋白抑制剂的分子设计

对26个PTH类Tau蛋白抑制剂进行了Topomer CoMFA研究, 建立了拟合及预测能力良好的Topomer CoMFA模型, 获得的模型拟合、 交互验证及外部预测的复相关系数分别为0.976, 0.603和0.795, 估计标准偏差和Fisher验证值F分别为0.110和115.778. 使用ZINC化合物数据集作为结构片段源, 通过三维定量构效关系(3D-QSAR)模型搜索具有特定活性贡献的R基团. 以样本中活性最高的1号分子过滤, R₁和R₂贡献值均提高了20%的片段分别有9个与2个. 以此交替取代1号样本的R₁与R₂, 得到18个新颖化合物并预测其活性, 其中的15个预测活性值优于模板分子. 研究结果表明, Topomer search可有效地用于分子设计, 所设计的分子为阿尔茨海默病(AD)药物的研发提供了新的候选物.     

二芳基三嗪类化合物抗HIV-1活性的理论研究

应用分子力学方法、从头算法优化了28个二芳基三嗪(DATA)类抗野生型HIV-1化合物分子结构,从分子构象模型中提取了多类参数,结合电子类参数、几何类参数、分子物化参数与活性之间建立了QSAR多元线性回归模型.模型显示:分子中连接三嗪环与B环的X位置上净电荷量的增加以及分子中吸电子基团的引入有利于其抗HIV-1活性的增强,同时,前线轨道能级差ΔE的增大和分子体积适当的增大亦有利于其抗HIV-1活性的提高,并且后两者是影响该类化合物抗HIV-1活性的主要因素.     

q~2引导构象选择CoMFA方法研究HIV－1RT抑制剂

对未知受体结构的药物设计其主导方法CoMFA来说，柔性目标分子的多种构象 造成了问题的复杂性。本文介绍交叉验证参数R~2(q~2)引导的构象选择CoMFA方法 ，选择化合物的最佳构象。将一组47个HIV－1 RT抑制剂进行有、无构象选择的 CoMFA分析来作评价。根据化合物的活性、毒性、选择性指数（毒性／活性比）等 实验数据得到的模型，其交叉验证参数q~2为0.7以上，非交叉验证的相应参数为0. 94以上，最后，还经过试验集化合物验证该模型的预测能力，置信度（1－α）＞ 0.99。     

超共轭作用的立体化学

介绍了超共轭作用对决定化合物和反应活性中间体的构型与构象所起的作用并举例说明了超共轭作用对有机反应立体化学的影响.     

5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑衍生物的合成及生物活性研究

通过嘧啶甲酰氯与取代的苄胺肟反应得到一系列结构新颖的5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑类化合物,并对其结构进行了表征,培养并测定了化合物5a的晶体结构;将目标化合物晶体结构对接到靶酶酵母乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)的活性位点,发现目标化合物与复合物晶体中的禾草灵分子的构象及结合模式相似;初步生物活性测试表明部分化合物具有较好的除草活性.     

荧光素酯与蒽甲酸酯之间的光致相互作用

我们合成了以不同链长连接的荧光素酯与蒽甲酸酯的四种二元化合物.在溶液中的构象研究表明.链呈不同程度的弯曲.但分子内两个发色团的相互作用是微弱的.激发蒽甲酸酯时,无论是在分子间还是在分子内,其单重态能量几乎都传递给了荧光素酯.激发荧光素酯时,并未观测到分子内的光致电子转移,尽管计算和模型化合物分子间的对照实验都表明它们之间是可以发生这种电子转移的.最可能的原因是这个系列在溶液中,分子内的两个发色平面没有好的匹配,或者说,这些二元化合物在所研究的溶液中,不能满足分子内的光致电子转移对构象的要求.