人类胞外信号调节激酶1的同源模建及其抑制剂的对接与结构改造

通过同源模建和分子动力学模拟构建了人类胞外信号调节激酶1(hERK1)的三维结构,并利用profile-3D和procheck方法评估了模型的合理性.对所得的结构使用分子对接程序Affinity和CDOCKER进行了两种抑制剂的对接.结果显示这两种抑制剂与酶的结合方式相似,它们均与残基K36,Q87之间存在氢键作用,二者取代基的不同导致了抑制能力的差别.基于对接结果分析,对已知抑制剂进行结构改造,得到了一个理论上结合能力更强的抑制剂.它在保持与K36和Q87之间氢键的同时,又与残基D93,K96,S135形成了四条氢键,显著提高了与酶的相互作用.对接相互作用能显著下降,MM-PBSA结合自由能降为负值,这些均体现了抑制能力的提高.本工作对于针对该酶的抑制剂设计和相关疾病的新药开发具有理论指导价值.     

H2C[P(Ph)2AUX]2和HC[P(Ph)2AUX]3(X=I,CI)型配合物的构象和Au (I)-Au(I)相互作用的从头算研究

根据配合物H₂C[P(Ph)₂AUX]₂(X=I,CI)和HC[P(Ph)₂AUX]₃(X=I,CI)的晶体结构对它们进行了从头算研究,在MP2近似水平下得到绕C-P旋转所产生构象的势能曲线,从而揭示AU(I)－AU(I)相互作用. 计算结果表明,在所研究的四个配合物中均存在AU(I)-AU(I)相互作用,该作用较弱,约为10. 0～16. 5kJ/mol,与Schmibaur的实验估计值和Pyykko等对其它模型配合物的计算结果接近.     

细胞色素P450对底物的选择性及催化机制

细胞色素P450酶是广泛存在的含亚铁血红素单加氧酶,参与甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、多不饱和脂肪酸转换为生物活性分子,以及致癌作用和药物代谢.综述了细胞色素P450结构与功能的关系,特别是细胞色素P450对底物的选择性以及催化机制,并对其未来的发展方向进行了展望.     

分子动力学模拟1-丁烯和正丁烷在MCM-22分子筛中的扩散行为

应用分子动力学方法研究了1-丁烯和正丁烷在MCM-22型分子筛(ITQ-1)中的扩散行为. 得到了两种物质在ITQ-1分子筛两个独立孔道中的均方位移曲线、自扩散系数和扩散轨迹. 计算结果表明, 在温度为400 K时, 1-丁烯或正丁烷在十元环孔道中的扩散明显低于在超笼中的扩散, 吸附质在超笼的底部和顶部的扩散明显低于在超笼中心的扩散; 1-丁烯和正丁烷在ITQ-1分子筛的超笼中两者扩散速率较为相似, 而在十元环中, 两者的扩散速率差别较大.可以推测, 选择性催化主要发生在十元环中.     

乙基硫自由基及阴、阳离子低电子激发态从头算研究

采用CASSCF方法和6-311++(3df, 3pd)基组以及Cs对称性优化了乙基硫自由基和阳、阴离子3种分子的12个电子态的几何构型. 利用二级微扰方法(CASPT2)对这12个电子态做了单点能校正. 通过比较自由基与阴阳离子的能量, 得出了绝热电子亲和势和绝热电子电离能, 与实验结果在允许误差范围内基本一致.     

双核Au(I)磷硫配合物激发态性质和金属间弱相互作用的从头算研究

采用MP2和CIS方法分别优化双核Au(I)磷硫配合物, [Au₂(SHCH₂SH)₂]^2＋ (1), [Au₂(SHCH₂SH)(PH₂CH₂PH₂)]^2＋(2), [Au₂(PH₂CH₂PH₂)₂]^2＋ (3), [Au₂(SHCH₂SH)(SCH₂S)] (4), [Au₂(PH₂CH₂PH₂)(SCH₂S)] (5)和[Au₂(SCH₂S)₂]^2－ (6), 基态和激发态的结构. 计算结果表明基态时1～6中存在Au(I)-Au(I)弱吸引作用, 激发态时1～5的金属间相互作用明显增强而6则减弱, 这与实验研究结果一致. 单激发组态相互作用计算揭示: 磷硫配体的更替使得Au(I)配合物跃迁性质呈现MC→MMLCT→MLCT的规律性变化(MC: 金属中心; MMLCT: 金属金属到配体电荷转移; MLCT: 金属到配体电荷转移).     

人类2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛脱羧酶(ACMSD)与底物及抑制剂作用模型的理论研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法构建了人类2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛脱羧酶(hACMSD)的三维结构, 并利用Profile-3D和Procheck等方法评估了模型的可靠性. 在此基础上, 用分子对接程序(Affinity), 将其底物2-氨基3-羧基粘康酸6-半醛(ACMS)和抑制剂喹啉酸(QA)分别与hACMSD进行对接, 获得了复合物结构的理论模型. 通过配体与受体之间相互作用能和结构分析给出了底物和抑制剂的具体结合方式, 明确了hACMSD与底物和抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基.     

理论研究Ag/MPH/TiO2体系的SERS光谱化学增强机理

采用密度泛函理论研究了Ag/对巯基苯酚(MPH)/TiO₂体系的表面增强拉曼散射(SERS)光谱化学增强机理. 分别研究了Ag₁₃/MPH和Ag₁₃/MPH/TiO₂复合物在514.5 nm激发波长下的拉曼光谱, 发现由于TiO₂的引入, 发生了非完全对称振动模式峰选择性增强的现象. 通过对电荷转移复合物基态和激发态的指认, 发现当激发波长大于MPH-TiO₂电荷转移复合物的光学吸收阈值(635 nm)时, 该体系内将发生从Ag到MPH-TiO₂部分的光诱导电荷转移现象. SERS光谱中b₂模式的选择性增强, 来源于相应振动模式与电荷转移跃迁的耦合(Herzberg-Teller机制). 我们的理论结果不仅支持了实验现象, 并且明确界定了电荷转移复合物, 对于该体系存在的光依赖SERS现象提供了一个清晰的理论阐述.     

d8和d10配合物激发态性质和金属间弱相互作用的理论研究

随着量子化学理论方法和计算机技术的发展,量子理论模型已成为一种研究分子的高能、不稳定电子态-激发态的最有效手段.通过对一系列d8和d10配合物的激发态电子结构和电子激发前后金属相互作用的理论研究进行了评述.电子吸收和发射是极其复杂的微观过程,涉及到基态与激发态的电子结构性质、金属间弱相互作用、相对论效应等量子理论的基础问题,揭示配合物发光性质的规律性对新型光学材料的探索和设计具有重要指导意义.     

人类丝氨酸消旋酶的同源模建及其与多肽类抑制剂的分子对接

利用同源模建和分子动力学模拟方法构建了人类丝氨酸消旋酶(hSR)的三维结构, 并利用profile-3D和procheck方法评估了模型的可靠性. 在此基础上用分子对接程序(affinity)将多肽类抑制剂A和B分别与hSR进行对接, 获得了其复合物结构的理论模型. 通过配体与受体之间相互作用能和结构分析给出了此类抑制剂与hSR的具体结合方式, 明确了hSR与此类抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基, 为基于人类丝氨酸消旋酶三维结构的药物设计提供重要的参考信息.