水光谱探针及其在结构分析中的应用

水对化学和生物过程具有重要作用,因此水的结构和性质研究一直备受关注。水的结构易受温度影响,利用温控近红外光谱技术和化学计量学方法,通过提取随温度变化的水光谱信息,不仅可以了解水的结构和性质,还可以将水作为探针,探测溶液或生物体系中分子的定量信息和结构变化。该文总结了利用温控近红外光谱技术研究小分子的结构和蛋白质、温敏聚合物结构转变过程等方面的研究工作,并利用随温度变化的水光谱信息,对化学结构及其变化过程中水的作用及作用机理进行了分析。     

疏水蛋白在云母表面的吸附

采用分子动力学模拟方法研究了疏水蛋白(HFBI)在亲水云母表面的吸附过程.通过6组平行的分子动力学模拟得到了2种不同的稳定吸附结构,即通过N端和通过亲水的α螺旋与表面吸附,得到了5种吸附残基.进一步用自适应偏置力方法计算了所有吸附残基与表面的结合自由能.结果表明,残基Lys是吸附过程的关键残基,即当HFBI通过含有Lys残基的α螺旋与云母表面作用时,其吸附构象最稳定.静电作用是吸附过程的主要驱动力.在该吸附结构中,HFBI的疏水面暴露在溶液中,有效降低了云母表面的润湿性.     

环糊精包结谷胱甘肽的机理

使用分子动力学模拟结合自由能计算的方法在原子水平上研究了谷胱甘肽与α-,β-和γ-环糊精的包结模式,计算了谷胱甘肽与3种环糊精之间6种可能包结过程的自由能变化.结果表明,谷胱甘肽的谷氨酸残基从α-环糊精大口端进入空腔最终形成的包结复合物最稳定;在该复合物中,谷氨酸残基的亚甲基链部分被完全包结在疏水空腔中,其氨基与羧基位于与α-环糊精的小口端,并与环糊精的伯羟基形成了氢键,同时半胱氨酸中的巯基位于环糊精的大口端,得到了有效的保护.因此,疏水相互作用和氢键相互作用构成了包结的主要驱动力.β-环糊精的优势包结模式与α-环糊精类似,但形成复合物的稳定性次之,而γ-环糊精由于空腔较大,优势的包结模式是谷氨酸残基从γ-环糊精小口端进入空腔,但所形成的复合物结构的稳定性最弱.     

蒙特卡洛交叉验证用于近红外光谱奇异样本的识别

奇异样本识别是建立稳健模型的基础,但大样本数据集中奇异样本的识别非常困难．基于样本在蒙特卡洛交叉验证中的统计规律提出了一种奇异样本的识别方法,即首先利用蒙特卡洛交叉验证建立一定数量的模型,然后按照预测误差平方和（PRESS）排序并统计每个样本在不同模型中的出现频次．由于奇异样本的特殊性,其出现频次将与正常样本具有显著差异．通过对4组数据进行考察,结果表明：此方法可以有效地识别近红外光谱中的奇异样本,比常用的留一法交叉验证（LOOCV）方法具有更强和更准确的识别能力．     

一种有机结构线型编码的编译系统

分子结构的计算机表示分为机外表示和机内表示。所谓机外表示是化学家输入分子结构时与计算机交互界面(如屏幕)上的表达方式,是计算机存贮、检索化合物,计算机辅助结构解     

快速退火演化算法用于取代β-环糊精与氨基酸手性识别研究

将快速退火演化算法用于研究单-（β-NH3^3 )-β-环糊精、全-（-NH3^ )-β-环糊精及全-（-SCH2CO2^-）-β-环糊精与R/S型乙酰化氨基酸和甲基化氨基酸之间的手性识别。结果表明，以上3种取代环糊精主体化合物对修饰的氨基酸对映体表现出一定的手性识别能力。进一步分析表明，形成此类包结物的主要驱动力来自静电相互作用和范德华相互作用，而静电相互作用对异构体之间的手性选择起决定性作用。     

Molecular Simulations using Spherical Harmonics

Computer-aided drug design is to develop a chemical that binds to a target macromolecule known to play a key role in a disease state. In recognition of ligands by their protein receptors, molecular surfaces are often used because they represent the in-teracting part of molecules and they should reflex the comple-mentarity between ligand and receptor. However, assessing the surface complementarity by searching all relative position of two surfaces is often computationally expensive. The comple-mentarity of lobe-hole is very important in protein-ligand inter-actions. Spherical harmonic models based on expansions of spherical harmonic functions were used as a f‘mgerprint to ap-proximate the binding cavity and the ligand, respectively. This defines a new way to identify the complementarity between lobes and holes. The advantage of this method is that two spherical harmonic surfaces to be compared can be defined sep-arately. This method can be used as a filter to eliminate candi-dates among a large number of conformations, and it will speed up the docking procedure. Therefore, it is possible to select complementary ligands or complementary conformations of a ligand and the macromolecules, by comparing their fingerprints previously stored in a database.     

衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术结合模式识别进行油品鉴别

海洋溢油是主要环境灾害之一,而且近年来其发生频率呈上升趋势。快速地对油品进行种类鉴别、来源评估有利于及时采取应急措施,因此具有重要意义。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)对25种不同来源的油品进行了检测,用不同数据预处理方法对原始光谱进行了预处理,继而用主成分分析(PCA)和系统聚类分析(HCA)方法对光谱进行了分类鉴别。结果表明用多元散射校正(MSC)和连续小波变换(CWT)方法进行数据预处理可以提高分类的准确性,使分类结果与油样的实际来源一致。该方法对正构烷烃差异较大的油品进行了很好的区分,但对差异较小的油品其分辨能力仍有一定局限性。因此提供了一种快速的油品鉴别方法,可用于溢油事件的初步鉴定,从而为油品的进一步鉴定提供有用信息。     

局部建模方法用于烟草样品的近红外光谱定量分析

采用近红外光谱在主成分空间的距离作为样本相似性的判据,建立了一种用于近红外光谱定量分析的局部建模方法。该方法首先对校正集的光谱进行主成分分析(PCA),然后基于主成分空间中预测样本与校正集样本的距离选择校正子集并建立局部偏最小二乘(PLS)回归模型。对欧氏距离和马氏距离的比较表明,欧氏距离可以更好地表达样本之间的相似性。将所建立的方法用于烟草样品中氯和尼古丁含量的测定,结果表明局部建模方法比常用的全局建模方法具有更好的预测准确性,特别是在低含量成分的预测中具有明显优势。     

团簇研究中的原子间势函数

原子间势函数在团簇结构和性质的理论研究中十分重要.本文将模拟团簇原子间相互作用的势函数划分成三类,对各类势函数的发展状况进行了综述;并对原子间势函数与最优化方法和分子动力学相结合,在团簇结构和性能研究中的应用和发展方向进行了讨论.