四硫富瓦烯作为染料敏化太阳能电池有机染料电子给体的理论研究(英文)

为了研究四硫富瓦烯(TTF)基团对有机染料敏化剂光电性能的影响,以咔唑染料Dye 1为原型,引入TTF基团作为电子给体,设计了咔唑染料Dye 2.采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)分别计算模拟了纯染料分子和吸附团簇(TiO2)9后的形貌、分子轨道能级以及紫外-可见吸收光谱,采用周期性密度泛函理论计算模拟染料分子在二氧化钛(101)面吸附的表面形貌.结果发现:在有机染料中引入TTF基团有助于有机染料敏化剂在二氧化钛表面的抗团聚作用和分子内的电荷转移;最为重要的是,TTF基团的强给电子能力极大地增强了有机染料敏化剂的光捕获能力.所有的计算结果表明,TTF基团是一种非常有潜力改善染料敏化剂光电性能的给电子基团.     

比较研究山姜素和豆蔻明与人-γ球蛋白的相互作用

将互为同分异构体的两种植物药活性组分山姜素和豆蔻明作为研究对象,应用荧光光谱法、紫外光谱法以及红外光谱法并结合分子对接技术首次对这两种黄酮类化合物与人-γ球蛋白(Human gammagobulin,HG)的相互作用进行了详细研究.荧光光谱法的研究结果表明,这两种药物均与HG有较强的相互作用(结合常数均在104～105之间);山姜素对HG表现为静态猝灭机理,而豆蔻明对HG表现出非常少见的动态猝灭机理.比较不同温度(298,308和318K)下两种药物与蛋白相互作用的结合参数都有所差别,维持药物-HG体系的作用力也不同.山姜素和豆蔻明分子与HG色氨酸残基间的结合距离r值(分别为3.88和4.52nm)都小于7nm,说明发生了能量转移.同步荧光与红外光谱法定性及定量地研究了药物对HG二级结构的不同影响程度.两种分子对接结果表明了这两种药物与HG的结合区域.     

补骨脂素和异补骨脂素与人免疫球蛋白的相互作用

将互为同分异构体的两种植物药活性组分补骨脂素和异补骨脂素作为研究对象, 应用荧光光谱法、紫外光谱法以及红外光谱法并结合分子对接技术对这两种香豆素类化合物与人-γ球蛋白(Human gammago-bulin, HG)的相互作用进行了比较研究. 荧光光谱法研究结果表明, 补骨脂素和异补骨脂素与蛋白之间均有较强的结合(结合常数位于0.251×10⁴～3.503×10⁴之间), 且对HG都表现为静态猝灭. 不同温度(298, 308和318 K)下两种药物与HG相互作用的结合参数均有所差别, 维持药物-蛋白质体系的作用力也不相同. 依据Förster能量转移理论, 得到补骨脂素和异补骨脂素分子与蛋白质色氨酸残基间的结合距离r值(分别为3.65和4.21 nm)都小于7 nm, 说明发生了能量转移. 利用同步荧光与红外光谱法研究了药物对蛋白质二级结构的影响. 分子对接研究结果表明, 这两种药物与蛋白有相似的结合区域和相同的结合模式.     

烷基苯酚类化合物的气相色谱保留值与其结构参数的定量关系

计算了44个烷基苯酚类化合物的组成、拓扑、几何、静电和量子化学等结构参数,运用启发式方法对这些结构参数进行筛选,得到了含3个变量的化合物的定量结构与色谱保留值的线性关系模型,同时以这3个变量作为支持向量机模型的输入变量建立非线性回归模型。两种方法的相关系数(R2 )分别为0.98和0.92,相应的均方根误差分别是0.99和2.77。通过对两种模型的稳定性和预测能力的比较,发现线性模型能够更好地反映烷基苯酚的气相色谱保留值与其结构参数之间的定量关系。在已知烷基苯酚类化合物结构参数的情况下,线性回归模型更有助于它们的色谱分析。     

Schrödinger药物虚拟筛选流程模块在大学生物和化学信息学教学中的应用

介绍了Schr?dinger药物虚拟筛选的基本原理和流程,结合大学生物和化学信息学课程的相关教学内容,分别描述了蛋白受体的预处理、类药性五原则、毒药物动力学(ADME)、泛筛选干扰化合物(PAINS)、高通量虚拟筛选、标准精度筛选、高精度筛选和MM/GBSA的打分排序原理和使用方法。该软件可以在大学生物和化学信息学的教学中演示,有助于提高学生对蛋白结构、分子构象、药物虚拟筛选和计算机辅助分子设计的理解,该软件有很好的图形界面,可以给学生直观的体验,大大丰富了大学课堂的教学内容。此外,该软件在药物设计领域里面也有很好的应用价值,大大节约了药物筛选的成本,提高了药物发现的效率。     

分子模拟与光谱法研究愈创木酚和人免疫球蛋白的键合

利用计算机模拟技术结合荧光增敏光谱法、圆二色谱法及傅立叶红外光谱法研究了愈创木-酚与人免疫球蛋白的相互作用. 分子模拟结果显示了愈创木酚与HIgG(Human Immunoglobulin)的键合机理和键合模式, 表明维持药物与蛋白质的相互作用力主要是疏水作用和氢键(位于氨基酸残基LEU 80 和 ASP 65位). 这与实验所得到的热力学参数判定作用力的结果相一致(依据范德霍夫公式计算得DH 0与DS 0的值分别为65.55 kJ · mol^-1和132.95 J · mol^-1 · K^-1). 根据荧光增敏和偏振的有关方程分别求得不同温度下药物与蛋白相互作用的结合常数及结合位点数; 从紫外光谱和同步荧光光谱获得的信息定性地讨论了药物与蛋白相互作用时药物对蛋白构型的影响, 圆二色谱法和红外光谱法(红外去卷积谱和曲线拟合)的结果得到了定量的蛋白质二级结构变化数据. 且利用Förster 能量转移理论, 求得药物与蛋白间的键合距离为4.57 nm. 此外, 基于愈创木酚的荧光敏化效应, 探讨了药物-蛋白质体系的几种物理化参数, 包括电荷密度、离解常数(pK_a)及量子产率的变化效应.     

单硫醚在不同极性固定相上的气相保留指数与结构的相关性研究

 在计算出 61个单硫醚的各种量化参数之后 ,用逐步回归方法 ,预测了单硫醚在 4种极性固定相上的气相保留值 ,建立了相应的定量模型。结果表明 ,该模型具有较强的预测能力 ,回归方程的均方根误差不超过 4 %。     

考拉维酸对人血清白蛋白结构的影响

利用多种荧光光谱法、紫外光谱法并结合分子模拟等方法,表征了模拟生理条件下一种植物药活性组分考拉维酸(KA)影响人血清白蛋白(HSA)的结构信息.同步荧光及紫外光谱证实考拉维酸的存在影响了HSA的微环境;二维及三维荧光光谱表明考拉维酸可以猝灭HSA的内源荧光,使其构象发生变化.荧光偏振的测定提供了考拉维酸与HSA作用后生成的配合物弛豫时间与聚集特性的信息,揭示KA的存在使HSA的流动性和微粘度发生变化.定量求得不同温度下(298、308和318 K)考拉维酸与HSA作用的键合参数和热力学参数.分子模拟表明考拉维酸键合位点于HSA分子的疏水腔内,并与赖氨酸Lys195和天冬氨酸Asp451形成三个氢键,与HSA的键合模式主要是疏水作用;位点竞争实验证明考拉维酸在HSA亚结构域的位点II位发生作用.另外,获得的相关物理化学参数从分子水平上揭示了考拉维酸与HSA相互作用的机制.结果表明,HSA对考拉维酸有较强的结合能力,提示人血清白蛋白对考拉维酸可起到储存和转运的作用.     

基于定量结构-性质关系方法预测氨基酸的比旋光度

运用定量结构-性质关系(quantitative structure-property relationsh ip,QSPR)方法对人体必需的氨基酸比旋光度进行了预测,同时运用交互检验(LOO)方法对所建立的模型进行了检验。应用启发式算法对描述符进行筛选并建立线性回归模型,所建立的模型的相关系数(R2)为0.918,但分别用 1、-1代表左旋和右旋的分子手性后,重新建立多元线性回归模型,其相关系数(R2)变为0.970。本研究所建立的QSPR模型为预测手性化合物比旋光度提供了一种有效的新方法。     

新型四硫富瓦烯-三苯胺类光敏染料理论研究

在简单结构的D-π-A三苯胺光敏染料(YD1)中引入不同数量的四硫富瓦烯(TTF)单元作为次级电子给体以增强有机光敏染料的给电子能力,设计了两个结构分别为D-D-π-A (YD2)以及2D-D-π-A (YD3)的光敏染料分子,并且采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)分别模拟计算了纯光敏剂分子及其吸附二氧化钛团簇后的几何构型、电子结构以及光物理性能。采用周期性密度泛函理论模拟计算光敏染料分子在二氧化钛(101)面吸附的表面形貌以及态密度(DOS)。计算结果表明,TTF单元的引入不仅可以有效减少光敏染料分子的团聚,还可以提升其吸收性能。此外,光吸收效率(LHE)、电子注入驱动力(ΔG^inject)以及DOS的计算结果显示,YD2和YD3理论上可以呈现出比YD1更高的短路电流密度(J_sc)以及开路电压(V_oc)。因此,通过本文的理论研究表明,TTF单元可以作为有机光敏染料中的次级电子给体来改善光敏染料的性能。