气体钻井注气量计算方法研究进展

气体钻井过程所需注气量是关系到气体钻井成败的重要参数。目前计算气体钻井所需注气量的3种方法各有不足,根据这些方法得出的计算结果与现实情况都有差异,有时差异还很大。为了准确计算气体钻井所需注气量,应对影响气体钻井注气量的因素进行深入研究并对现有计算方法进行改进。经过对现有方法的分析,建议应从以下几个方面进行深入研究:①建立准确计算气体钻井时环空流体温度的模型以确定温度对注气量的影响;②应用气液两相流理论分析气体携水能力,以确定地层出水时气体钻井所需注气量;③钻屑直径对气体钻井所需注气量的影响;④气体钻井所需注气量与井斜角的关系;⑤对“关键点”处钻具外形进行优化设计以改善该处气体的携岩能力。

蛋白质-蛋白质分子对接中打分函数研究进展

分子对接是研究分子间相互作用与识别的有效方法.其中,用于近天然构象挑选的打分函数的合理设计对于对接中复合物结构的成功预测至关重要.本文回顾了蛋白质-蛋白质分子对接组合打分函数中一些主要打分项,包括几何互补项、界面接触面积、范德华相互作用能、静电相互作用能以及统计成对偏好势等打分项的计算方法.结合本研究小组的工作,介绍了目前普遍使用的打分方案以及利用与结合位点有关的信息进行结构筛选的几种策略,比较并总结了常用打分函数的特点.最后,分析并指出了当前蛋白质-蛋白质对接打分函数所存在的主要问题,并对未来的工作进行了展望.

窄安全密度窗口重力置换漏喷函数研究

由于重力置换的原因,钻遇裂缝性地层时,井下经常发生漏喷同存,造成井下复杂情况,增大井控难度,损害地层,影响生产。建立了重力置换数学模型,并基于此形成了高压含气层窄安全密度窗口重力置换漏喷函数,利用地层井筒耦合流动可视化实验装置对漏喷函数进行了验证。实验结果表明,建立的漏喷函数的计算结果与实验数据吻合度较高。当钻遇裂缝性地层时,无论是采用欠平衡钻井、平衡钻井工艺,还是过平衡钻井工艺,均无法避免重力置换现象的发生,但是将井筒压力维持在近平衡(微过)状态,能够显著降低重力置换现象的严重程度。研究成果对研究钻遇裂缝性地层时的井底复杂的物质交换规律及井筒压力的安全控制具有重要的指导意义。

基于分子对接的反向虚拟筛选方法

基于分子对接的反向虚拟筛选方法在药物靶点确定、老药新用以及药物副作用/毒理研究领域具有重要的应用前景,吸引了药物发现领域研究人员的广泛关注.首先对分子对接方法和蛋白质数据库进行细致的介绍,然后列举目前可以用于反向虚拟筛选的网络服务器,并列举该方法在药物设计领域的一些具体应用,最后对该方法目前所存在的问题进行讨论.

HIV-1 gp41蛋白与其抑制剂NB-2的结合模式

为了设计以HIV-1跨膜蛋白gp41为靶点的抑制剂,采用分子对接、分子动力学模拟及自由能计算方法研究了gp41与其抑制剂NB-2的结合模式,利用从头药物设计方法,通过改造NB-2的结构,设计了有效的gp41选择性抑制剂,并用分子对接方法评价了这些新化合物的结合模式和能力.从分子对接结果得到2种主要的NB-2与gp41的结合模式.分子动力学模拟和自由能计算结果表明,结合模式1优于模式2,所以模式1是比较合理的结合模式.从结合模式1出发设计了103个新的化合物,这些化合物具有已知gp41抑制剂所没有的结构特征且大部分化合物比NB-2与gp41的结合自由能低.得到的结合模式合理解释了NB-2与gp41的相互作用.

蛋白质与极性配体复合物的绝对结合自由能计算

介绍了用分子动力学模拟与热力学积分法相结合 ,模拟蛋白质与配体的绝对结合自由能的方法 .通过分子转换法 ,使蛋白质分子 (包括水分子 )与配体小分子之间的相互作用逐渐减弱 (或增强 )至完全消失 (或完全出现 ) .运用体约束方法 ,计算了配体与受体结合后平动、转动自由度的丧失即熵效应所引起的自由能变化 .以胰蛋白酶双突变体 (D189G/G2 2 6D)与极性配体苯甲脒为例 ,研究了蛋白质活性部位与极性配体的相互作用对结合自由能的影响 ,该复合物绝对结合自由能的模拟结果 (- 15 5kJ/mol)与实验值 (- 10 5kJ/mol)相近 .

HIV-1整合酶活性检测方法的研究进展

H IV-1整合酶介导病毒DNA与宿主染色体的整合,是病毒复制周期中必不可少的环节,抑制整合酶能有效阻止病毒在体内复制.同时,人体细胞中无整合酶的功能类似物,因此,整合酶是抗H IV-1的理想靶点.近年来,整合酶活性的体外检测方法得到快速发展,并广泛应用于整合酶活性检测、反应机理研究及整合酶抑制剂的体外筛选等研究中.本文综述了整合酶活性检测方法的研究进展.

虚拟原子受体表面模型法研究进展

有机物的定量结构-活性关系(QSAR)技术,在药物设计中起到了越来越重要的作用.本文总结了QSAR的基本原理与方法,以及虚拟原子受体表面模型法(quasar)的主要理论以及该法建立模型的步骤,及其在药物设计中的应用.本文对于促进面向药物设计QSAR技术的研究和发展,具有一定的指导意义.

对中职语文课堂有效教学评价的反思与构建

课堂有效教学评价作为课堂教学的关键环节和重要机制,是保证教学活动正常运行,促进课堂教学有效性的重要手段。但令人尴尬的是,有效教学评价在不少中职语文教学中出现缺位现象,根本没有得到理应的重视。为了提高课堂教学质量,促进课堂有效教学,中职语文课堂教学应该制订合理的课堂有效教学评价标准。在此基础上进行规范操作,把评价标准真正落实到日常教学活动中,使之成为提升课堂有效教学最宝贵的的原始资料,倘若能持之以恒,日积月累,对教师而言这将是一笔巨大的财富。

西部油田油管腐蚀结垢机理研究

通过对西部某油田油管腐蚀结垢现状调查、单井采出液成分分析和垢样XRD分析,结合油管结垢趋势预测及室内高温高压腐蚀试验,探讨了油管腐蚀结垢机理。结果表明:垢物主要是CaCO3、CaSO4和铁锈产物,在结垢出现的同时伴随油管腐蚀的发生。影响油管腐蚀结垢的主要因素是采出液中含有丰富的的Ca2+、HCO3-、Cl-以及原油伴生气中的CO2含量较多。该油田存在严重的腐蚀结垢趋势。

谷氨酰胺结合蛋白的分子动力学模拟和自由能计算

谷氨酰胺结合蛋白(Glutamine-bindingprotein,GlnBp)是大肠杆菌透性酶系统中一个细胞外液底物专一性结合蛋白,对于细胞外液中谷氨酰胺(Gln)的运输和传递至关重要.本文运用分子动力学(Moleculardynamics,MD)模拟采样,考察了GlnBp关键残基与底物Gln之间的相互作用和GlnBp两条铰链的功能差别;并采用MM-PBSA方法计算了GlnBp与底物Gln的结合自由能.结果表明:Ph13,Phe50,Thr118和Ile69与底物Gln的范德华相互作用和Arg75,Thr70,Asp157,Gly68,Lys115,Ala67,His156与底物Gln的静电相互作用是结合Gln的主要推动力;复合物的铰链区85～89柔性大,对构象开合提供了结构基础;而铰链区181～185柔性小,其作用更多是在功能上把底物Gln限制在口袋中;自由能预测值与实验值吻合.本研究很好地解释了GlnBp结构与功能的关系,为进一步了解GlnBp的开合及转运Gln的机制提供了重要的结构信息.

用分子对接方法研究HIV-1整合酶与病毒DNA的结合模式

用分子对接方法研究了HIV-1整合酶(Integrase,IN)二聚体与3′端加工(3′Processing,3′-P)前的8bp及27bp病毒DNA的相互作用,并获得IN与27bp病毒DNA的特异性结合模式.模拟结果表明,IN有特异性DNA结合区和非特异性DNA结合区;IN二聚体B链的K14,R20,K156,K159,K160,K186,K188,R199和A链的K219,W243,K244,R262,R263是IN结合病毒DNA的关键残基;并从结构上解释了能使IN发挥活性的病毒DNA的最小长度是15bp.通过分析结合能发现,IN与DNA稳定结合的主要因素是非极性相互作用,而关键残基与病毒DNA相互识别主要依赖于极性相互作用.模拟结果与实验数据较吻合.

蛋白质-蛋白质分子对接方法研究进展

蛋白质分子间相互作用与识别是21世纪生命科学研究的前沿和热点.分子对接方法是研究这一课题有效的计算机模拟手段.通常,蛋白质-蛋白质分子对接包括四个阶段:搜索受体与配体分子间的结合模式,过滤对接结构以排除不合理的结合模式,优化结构,用精细的打分函数评价、排序对接模式并挑选近天然构象.结合国内外研究蛋白质-蛋白质分子对接方法进展和本研究小组的工作,对以上四个环节做了详细的综述.另外,还分析了目前存在的主要问题,并提出对未来工作的展望.

用于真实蛋白质结构预测的一种新的优化方法

用“相对熵”作为优化函数 ,提出了一个有效快速的折叠预测优化算法 .使用了非格点模型 ,预测只关心蛋白质主链的走向 .其中只用到了蛋白质主链上的两两连续的Cα 原子间的距离信息以及 2 0种氨基酸的接触势的一个扩展形式 .对几个真实蛋白质做了算法测试 ,预测的初始结构都为比较大的去折叠态 ,预测构象相对于它们天然结构的均方根偏差 (RMSD)为 5～ 7 .从原理上讲 ,该方法是对能量优化的改进 .

HIV-1病毒DNA与整合酶结合后的构象变化

用分子动力学(MD)模拟方法优化了HIV-1病毒DNA与整合酶(IN)二聚体(IN2)复合物模型结构,并分析了HIV-1病毒DNA结合IN2后的构象变化.结果表明,按照HIV-1病毒DNA与IN2结合能力的强度,病毒DNA可分为五个区域:非结合区、强结合区1、弱结合区、强结合区2和反应区,并用结合自由能计算验证了该分区的合理性.与未结合IN2的病毒DNA相比,复合物模型中病毒DNA除了非结合区碱基外,其它四个区域的碱基构象变化较大.复合物模型中病毒DNA主链较大程度地偏离标准B型DNA以及结合部位的小沟变宽都是识别IN的结构基础.模拟结果与实验数据吻合较好,为基于HIV-1IN的药物分子设计提供了一定的结构信息.

静电和疏水效应对胰岛素二聚体稳定性的影响

从猪胰岛素二聚体的结构出发 ,着重研究了胰岛素二聚体单体之间的静电和疏水相互作用 ,用连续介质模型的有限差分方法计算得到胰岛素二聚体的静电势 ,用溶剂可接近表面 (ASA)模型分析了分子表面积及疏水性 ,还考察了不同pH值对胰岛素二聚体静电和疏水相互作用的影响。结果分析表明 ,当pH值处于弱酸弱碱范围内时 (4.6 -8.5) ,静电相互作用能和疏水自由能都呈现出较小的值 ,当pH为6.2时 ,疏水性出现一个明显的峰值 ,这与猪胰岛素二聚体结晶的实验条件相吻合。

基于HNP三态模型及相对熵方法的蛋白质折叠研究

把20种氨基酸简化为3类:疏水氨基酸(hydrophobic,H)、亲水氨基酸(hydrophilic,P)及中性氨基酸(neutral,N),每个氨基酸简化为一个点,用其C!原子来代替.采用非格点模型,以相对熵作为优化函数,进行蛋白质三维结构预测.为了与基于相对熵方法的蛋白质设计工作进行统一,采用了新的接触强度函数.选用蛋白质数据库中的天然蛋白质作为测试靶蛋白,结果表明,采用该模型和方法取得了较好的结果,预测结构相对于天然结构的均方根偏差在0.30～0.70nm之间.该工作为基于相对熵及HNP模型的蛋白质设计研究打下了基础.

HIV-1整合酶核心区野生型和F185K突变型活性和溶解性的比较及分子动力学模拟分析

表达纯化了野生型(WT)及F185K突变型HIV-1整合酶核心区蛋白(INC),并对二者的溶解性和活性进行了比较.实验结果表明:F185K突变后INC溶解性显著提高,活性有一定程度降低.对WT和F185KINC体系进行了1800ps的分子动力学模拟.模拟结果表明:F185KINC功能loop区柔性和蛋白质整体运动性降低,使蛋白质活性降低,F185K突变后盐桥网络的变化驱动了INC局部构象改变,引起INC表面的部分疏水残基被包埋,亲水残基暴露,相对亲水溶剂可接近面积增大,同时,突变后INC与水之间形成氢键的数量增加,与水之间作用加强,以上变化使INC溶解性提高.分子动力学模拟与实验结果相吻合.为理解蛋白质溶解性和对蛋白质进行可溶性改造提供了一定的理论依据.

人类免疫缺陷病毒整合酶二酮酸类抑制剂的三维药效团构建

应用遗传算法相似性程序(GASP),以作用于I型人类免疫缺陷病毒(humanimmun-odeficiency virustype1,HIV-1)整合酶(IN)的二酮酸类(diketoacids,DKAs)抑制剂构建药效团模型.所选训练集分子均具有可靠的类药性特征及DKAs药效团特征.尝试将抑制剂与药效团叠合后的构象和抑制剂与IN的对接构象进行叠合,得到药效团模型与分子对接构象中IN残基的相对位置,并基于抑制剂的药效团模型特征与周围IN氨基酸残基位置的匹配情况进行药效团特征的修改.所得最优药效团由1个疏水特征、3对氢键特征和1个氢键供体特征组成.该药效团的命中物质量(goodness of hit,GH)为0.56,产出率(Y)达63.6%,假阳性率(FP)为0.41%.该药效团具有较好的置信度,产出率较高而假阳性率较低,可用于数据库搜索发现新的具有DKAs药效团特征的活性化合物,也可为先导化合物的改造提供帮助.

气体钻井过程中井内不稳定流动与现场试验研究

气体钻井过程中钻进参数的改变将引起井内气体的不稳定流动,这种现象在用气体钻井方式打开产层时尤为明显,这些情况用常规气体钻井稳定流动理论不能准确模拟。通过对井内气体不稳定流动的分析,还可以实现钻井过程中的动态地层评价,因此,井内气体不稳定流动也是欠平衡钻井随钻试井理论的重要组成部分。基于可压缩流体不稳定流动理论,文章建立了气体钻井过程中井内瞬态流动的数学模型并提出了模型的数值解法。针对井内水动力体系的复杂特点,文章讨论了定解条件的确定方法。最后将模型应用于伊朗 TBK-14 井,对开启压风机和增大压风机排量两种情况进行了分析,与现场试验对比表明,数值模拟结果与井内的实际情况一致。