环十二肽溶液构象的二维核磁共振研究

利用二维核磁共振方法及距离几何计算研究了在片段组装法全新蛋白质合成中用作底座分子的环十二肽的溶液构象. 研究结果表明在环十二肽分子主链中包含四个转角结构,四个赖氨酸侧链均位于环的同一侧.环肽的构象为以环肽为模板组装四螺旋束分子提供了有利的条件     

动态组合化学研究进展及其在药物设计中的应用

动态组合化学利用可逆过程连接库内的各种组分,实现动态库的多样性.在库中加入靶标分子,通过分子识别、分子组装,诱导产生和靶标分子产生最强键合的化合物,推动化合物库的移动.介绍了动态组合化学的基本原理,并综述了近年来发现的动态可逆过程和动态组合化学在生物学、新药设计中的应用.     

分子对接在药物虚拟筛选中的应用进展

虚拟筛选是药物设计的重要手段之一,利用小分子化合物与药物靶标间的分子对接运算,研究人员可以准确地获取两者之间的相互作用情况,从候选化合物库中快速筛选出潜在的药物或药物前体,从而加速药物开发过程。介绍了虚拟筛选与分子对接的相关原理与流程,主要综述了对药物进行虚拟筛选时所涉及的分子对接技术类型、常见的分子对接软件以及分子对接典型样例。分子对接对提高虚拟筛选的效率、降低药物开发的成本具有重要的现实意义。     

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.     

高三尖杉酯碱和三尖杉酯碱的合成研究

天然药物高三尖杉酯碱和三尖杉酯碱是从三尖杉植物的叶和茎中分离得到的微量生物碱,是手性化合物。结构上,二者不仅含有一个共同的母核三尖杉碱,酯基侧链的α位也均为手性叔醇。因母核三尖杉碱和酯基侧链较大的空间位阻,两个结构片段的酯化偶联具有较大的挑战性。设计合成位阻较小的侧链中间体是酯化反应发生的关键。因此,化学家们相继合成了结构多样的α-羰基羧酸侧链以及含有杂环的侧链中间体,如四元内酯杂环侧链、四氢呋喃杂环侧链、六氢吡喃杂环侧链、七元内酯杂环侧链,并成功地完成了高三尖杉酯碱、三尖杉酯碱和同属其他活性生物碱的合成。本文基于本课题组的相关研究,根据侧链片段的构建策略和方法,综述了天然药物高三尖杉酯碱、三尖杉酯碱以及其他天然产物的合成研究。不仅总结了近几年来的新进展,还对我国老一辈的科学家们在此方面作出的贡献进行了回顾。     

遗传算法与药物分子设计

本文对遗传算法及其近年来在药物设计中的应用进行了较为系统的介绍。遗传算法非常适合解决组合优化问题, 它在柔性分子构象搜寻、药效基团推测、蛋白质结构预测、分子对接、全新药物设计以及组合合成中都具有很大的应用潜力。     

一类含联二萘结构的新型聚芳醚酮类刚性大环及其二聚体的合成与表征

通过一定的分子设计,利用一种全新的双酚单体(4-氯代苯基对苯二酚)和含有联二萘结构的双氟三聚体(BNDIF)经一步法合成环状齐聚物,制得了一类含有氯代苯基侧基和联二萘结构的新型聚芳醚酮类刚性大环;并通过氯苯基的催化偶联反应得到了该类刚性大环的二聚体(一类含有2个联二萘结构的新型结构双环齐聚物).利用MALDI-TOFMS和1HNMR及H-HCOSY分析,证明了目标产物的结构.     

药物设计中的三维结构搜索方法

利用分子的三维特征, 在三维结构数据库中进行三维结构搜索的方法是一种发现先导化合物的快捷而有效的方法, 已经得到了广泛的重视。本文综述了三维结构搜索方法的原理、发展及其近年来在药物分子设计中的应用。     

基于分子对接的苯丙素甙（PPGs）类化合物的虚拟筛选和合理设计

采用虚拟化合物生成法对抗肿瘤的苯丙素甙(PPGs)类化合物进行了配体受体对 接研究。以三种不同的骨架结构为基础分别生成了五十个虚拟苯丙素甙(PPGs)类化 合物，并将它们与端粒DNA受体进行分子对接，分析已知结构的对接结果，通过虚 拟筛选的方法得到了一批与受体相互作用能较高并且复合物能量较低的新的有潜力 的活性化合物。该方法可以弥补分子对接研究中，只能计算药物与受体的相互作用 ，无法有效设计新化合物的不足。这种方法在基于结构的药物分子设计中具有重要 的意义。     

遗传算法在计算机辅助药物分子设计中的应用

作为一种重要的启发式优化算法,遗传算法在计算机辅助药物分子设计中得到了广泛的应用.本文介绍了遗传算法的基本概念以及工作原理,同时结合作者科研组的工作,就遗传算法在定量构效关系、构象分析、药效团模拟、分子对接以及虚拟组合化学等方面的应用做了系统的阐述。     

化学库及分子差异性设计研究进展

组合化学是近年来发展起来的一种快速合成和平行筛选群体化合物的新方法。它可以用来设计先导化合物，也可以对药物分子进行结构改造。本文主要综述了化学库的合成以及计算机辅助组合化学的研究进展。     

人类腺苷受体A3亚型拮抗剂的构效关系分析

构建人类腺苷受体A3亚型药效团模型和三维蛋白结构模型用于作用模式研究.以18个来源于文献具有腺苷受体A3亚型拮抗活性的化合物作为训练集,使用HypoGen方法构建药效团模型.通过同源模建和分子动力学模拟构建了人类腺苷受体A3亚型的三维蛋白模型,并利用PROCHECK方法评估该模型的合理性,对所得的结构使用分子对接程序进行作用模式分析,药效团模型和同源模建结果相互匹配较好.使用新药效团模型对MDL药物数据库(MDDR)中包含的约120000个化合物进行虚拟筛选,得到了8个候选化合物,用于进一步的生物学评价和活性测定.本工作对于人类腺苷受体A3亚型拮抗剂的设计和抗哮喘药物的研发具有一定的理论指导和应用价值.     

含有二氟亚甲基的Fostriecin类似物的设计和合成研究

Fostriecin是近年来备受瞩目的新型抗肿瘤天然产物. 根据构效关系分析, 设计了具有潜在更高活性的含有二氟亚甲基的Fostriecin类似物4, 并进行了合成研究. 目标分子的骨架结构由片段a, b, c经螯合控制的加成反应和Stille偶联反应汇聚合成. 在含氟片段a的合成中应用了以下关键反应: (Z)-烯基碘8与溴二氟乙酸乙酯在铜粉作用下的偶联反应; 酶动力学拆分构建C-5位的手性中心. 合成甲基酮片段b的关键步骤包括: 酶动力学拆分构建C-11位的手性中心和CBS不对称还原α,β-不饱和酮23. 从商业可得的原料出发, 经最长线性步骤18步以1.28%的总产率成功地得到未脱保护的含有二氟亚甲基的Fostriecin类似物42. 但在对42脱除保护基时, 没有得到目标分子4. 这可能是由于偕二氟亚甲基的强吸电子作用使内酯环极化程度增大, 从而导致内酯环易发生水解开环反应.     

吲哚并喹啉衍生物与G-四链体相互作用的分子模拟研究

G-四链体是富含鸟嘌呤碱基的DNA序列通过氢键相互作用形成的四链螺旋结构. 通过小分子化合物诱导与稳定端粒G-四链体从而抑制端粒酶活性是一种新的抗癌策略. 为了研究一系列吲哚并喹啉衍生物与端粒G-四链体的相互作用, 探究其相互作用模式, 从而为实现基于G-四链体结构的药物合理设计提供依据, 使用分子对接的方法构建了吲哚并喹啉衍生物与G-四链体复合物结构, 在此基础上进行分子动力学模拟, 并使用线性相互作用能(LIE)方法计算了化合物与G-四链体的结合自由能. 结果表明: 化合物与G-四链体的主要相互作用方式由氢键、静电与π-π堆积作用构成, 侧链末端基团类型和侧链的长短是影响相互作用强弱的重要因素. 通过LIE方法计算的结合自由能与实验结果基本吻合, 相关度达到r²＝0.79. 并且, 基于预测的结合模式, 总结了拥有更高活性的新型吲哚并喹啉衍生物应具有的几个结构特征.     

环状RGDs修饰的分子刷型共聚物在成像及药物运输中的应用

以具有丰富接枝侧链的阴离子型共轭聚合物分子刷PFPANa为材料,通过简单的一步修饰法在聚合物的部分接枝侧链上引入靶向配体分子c(RGDyK),并利用分子刷侧链上未修饰配体分子的羧基负离子与抗癌药物DOX静电结合,制备了基于分子刷型共轭聚合物的靶向细胞成像和载药系统.研究结果表明载药系统对DOX药物的载药量可达13.3 wt%,体外细胞实验研究结果表明该载药系统可实现对肿瘤细胞的靶向选择性成像,并显著促进了肿瘤细胞对DOX药物的摄取,具有良好的抗肿瘤细胞生长效果,显著提高了药物运输效率.     

药物发现中常用化合物库特征描述与对比分析

随着计算技术的发展和分子模拟软件的日趋成熟, 虚拟筛选已经在药物发现过程中发挥着越来越重要的作用. 在虚拟筛选过程中, 所使用化合物库的质量对先导化合物发现的成功率起着至关重要的作用. 本文通过对已知药物库、天然产物库、中药原植物化学成分库、筛选常用商业化合物库以及研究者所在实验室建立的化合物库的分析比较, 从化合物库的分子多样性、化学空间和分子骨架等多个方面提取并对比每一种化合物库的特征, 发现了已知药物库与中药原植物化学成分库的特征相似性, 揭示了中药原植物化学成分库作为筛选库的类药性优势, 并且深化了对几种筛选用化合物库特征的认识和理解.     

成庄无烟煤大分子结构模型及其分子模拟

利用晋城矿区成庄矿煤的工业分析、元素分析、¹³C-NMR、XPS等实验结果,构建了其大分子结构模型.模型中,芳香碳以2、3、4环结构为主,最大环数达五个;脂肪碳以甲、乙基侧链及环烷烃的形式存在.九个氧原子分别以七个羰基(主要为醌基)、一个羟基及一个醚氧的型式存在;两个氮原子以吡咯的形式存在.硫原子含量很低,在模型构建中没有体现.采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,对成庄煤结构模型进行能量最小化模拟.结果表明,分子内及分子间芳香层片之间的π-π相互作用,使其以近似平行的方式排列;高煤级煤结构中,短程有序的原因主要是分子间芳香层片的定向排列.分子间的氢键能及范德华能使结构达到最稳构型.     

皂苷、皂苷元分子聚集相行为的原子力显微镜研究

用原子力显微镜检测了不同浓度下皂苷和皂苷元的分子聚集相行为.实验表明,当浓度为1.0×10-5 mol/L时,皂苷形成分散较均匀的小片段结构,表现为皂苷分子的聚集体结构;而皂苷元由多个分子连接形成聚集体结构,与皂苷相比高度起伏较低,链的长度较长.浓度为1.0×10-4 mol/L时,皂苷出现了不规则片层与小片段共存结构;皂苷元却形成多孔的网状结构.当浓度增大到1.0×10-3 mol/L时,皂苷小分子紧密聚集、分布在云母表面;皂苷元则形成紧密聚集的大片层多孔结构.结构分析表明,分子官能团的属性对于皂苷和皂苷元分子形成的不同结构起到了关键作用,分子骨架中的糖链阻碍皂苷形成大片层结构,而皂苷元由于分子骨架中羟基间氢键相连接,易于形成大的片层结构.     

长棒状T形三组分双亲分子相行为的耗散粒子动力学模拟

采用耗散粒子动力学方法建立了以侧链长度和温度为变量的相图,计算了相关结构参数及每个液晶相对应侧链的有效体积分数,重现了实验上观察到的五边形、六边形柱状相及刚棒在层内位置的有序堆垛层状结构.研究发现,长棒状T形三组分双亲分子相图中的相序列和相结构符合相关报道,并且侧链有效体积分数f L与实验值一致.表明粗粒化模型反映了真实T形分子的主要特性,如分子的拓扑结构、排除体积效应及分相趋势、刚棒液晶基元的长径比和侧链的空间效应.证实了侧链尺寸对主/侧链非线性连接体系的自组装结构及各组成单元的位置分布的重要作用.     

均三嗪衍生物的合成研究进展

均三嗪分子具有特殊的芳香环骨架,其中的3个碳原子可直接连接烃基或通过杂原子连接烃基构成各种星型结构的三取代均三嗪分子,它们因具有良好的物理和化学性能被广泛应用于功能材料、医药等领域.从腈类化合物的环聚及均三嗪分子侧链的修饰角度综述了三取代均三嗪衍生物在合成方面的研究进展.