GSH对两种谷胱甘肽过氧化物酶模拟物活性影响的研究

设计并合成了谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)模拟物6A,6A′-二苯胺-6B,6B′-二硒桥联-β-环糊精(6-AnSeCD).采用双酶偶联法测定GPX的活力结果显示,6A,6A′-二环己胺-6B,6B′-二硒桥联-β-环糊精(6-CySeCD)催化谷胱甘肽还原H2O2和枯烯H2O2的活力均比6-AnSeCD的高.为了进一步考察6-CySeCD和6-AnSeCD与GSH之间的相互作用,进行了分子动力学(MD)模拟和分子对接研究.结果表明,与GSH的结合使GPX模拟物的构象发生变化,这种改变可能是影响桥连GPX模拟物催化活性的关键因素.

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.

苯磺酰胺从碳酸酐酶Ⅱ中脱离过程的分子动力学模拟

综合运用分子动力学模拟和自由能计算方法研究了苯磺酰胺分子从碳酸酐酶Ⅱ(CAⅡ)的活性位点脱离过程中底物与酶之间的动态相互作用.脱离过程的平均力势(PMF)显示,底物脱离时存在一个特殊的结合状态.其中,静电相互作用占据了主导地位.轨迹分析显示,除了金属离子的配位作用之外,底物脱离路径上的关键残基Leu198、Thr199和Thr200通过与底物磺胺基的氢键作用阻碍了底物从酶中的脱离.当前的研究对于深入认识磺胺类药物与CAⅡ的详细结合过程和相关的药物改良与设计具有重要的指导意义.

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.

烟草病程相关蛋白PR-1a的三维模型和荧光光谱

利用同源模建和分子动力学模拟方法搭建了烟草病程相关蛋白PR-1a的三维结构,在此基础上预测出PR-1a具有2个可能的活性位点,进一步分析PR-1家族特异保守序列,结果显示位点1的可能性更大.利用蛋白质内源荧光为探针,对分离的重组表达PR-1a蛋白进行了热稳定性研究.低于60℃处理,PR-1a蛋白内源荧光只略微降低;70℃处理30min引起PR-1a蛋白内源荧光明显降低,结果显示,PR-1a中色氨酸残基主要处于蛋白质分子内部,这与三维结构模型预测结果相符.

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.

Exendin-4中13号残基的分子动力学模拟

Exendin-4作为胰腺GLP-1受体上的一种有效的激活剂,是一种含有39个氨基酸残基的多肽,其第13号氨基酸Gln突变为Tyr,使活性增强.应用分子动力学模拟方法,分别优化了突变前后,Exendin-4与蛋白的复合物结构,并对整体结构的性质、静电势、相互作用模式及能量进行了分析.阐明了Gln突变为Tyr的活性增强的内在原因,结果表明,突变的Exendin-4能够通过改变自身结构的局部柔性调整与蛋白受体相互作用,从而可以改善Exendin-4与其蛋白受体的结合能力.

鹿茸多肽及其生长因子制备工艺的研究进展

鹿茸是我国传统中药材,鹿茸多肽及其生长因子具有重要的生理功能。本文综述了鹿茸多肽及其生长因子的提取、分离、纯化以及文库构建表达的应用前景。

细胞色素P450 2f1(CYP2f1)的三维结构模建和与维甲酸的对接研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法,模建了细胞色素P4502f1(CYP2f1)的三维结构.在此基础上,分析了活性位点的组成和结构,并进行了与小分子(维甲酸)的对接研究.研究结果表明,His328,Ser397和Arg417对复合物的结合起重要作用.

水解酶在二乙基锌与芳香醛加成反应中的应用(英文)

报道了水解酶催化二乙基锌与芳香醛的加成反应,对反应条件进行了优化.在最适条件(嗜热酯酶APE1547为酶源,反应温度40oC,氯仿为溶剂,4-Cl-苯甲醛为底物)下,加成反应生成的光学活性醇产率最高达78%,ee值最高可达56%.通过实验结果和分子动力学分析对可能的反应机理进行了推测.本研究进一步拓展了酶的非专一性.

Furcatin水解酶的三维结构模建和与furcatin的对接研究

利用同源模建和动力学模拟方法,模建了furcatin水解酶(FH)的三维结构.并在这基础上,分析了活性位点的组成和结构.研究了furcatin与FH的对接.结果表明,Ser84,Arg146,Thr189,Thr234和Gly372在复合物的形成过程中起重要的作用.其中,Ser84,Arg146和Thr189是在FH的活性口袋的二糖部分的亚单位-1中重要的氨基酸,Thr234和Gly372是亚单位-2中重要的氨基酸.

HCNO分子裂解机理的理论研究

实验提示应用248nm UV波长对HCNO分子进行直接光解,该分子可能发生裂解,得到某些产物.为了揭示HCNO分子的裂解机理,选择HCNO分子的一组相对能级作为理论研究的起始点,即1A'(0.00kJ/mol),3A'(255.01kJ/mol),3A"(282.37kJ/mol)和1A"(341.59kJ/mol),进而找到了合理的反应路径,阐明了相应的裂解机理,得到的主要产物为H+NCO,HCN+O和NH+CO,与实验提示的结果相符合.

人类谷胱甘肽S-转移酶M1a-1a催化的亲核芳香取代反应的理论研究

利用分子力学和量子力学方法研究人类谷胱甘肽S-转移酶M1a-1a催化谷胱甘肽对1-氯-2,4二硝基苯(CDNB)的亲核芳香取代反应的细节.所获得的反应路径显示反应仅经历一个过渡态且能垒很低.电荷布居分析证明电子从谷胱甘肽基团流向二硝基苯,验证了反应的发生.计算结果表明活性位点3个残基(Tyr6,His107和Tyr115)参与了催化反应,尤其是His107,它在反应后期通过与产物形成氢键从而加速了Cl的释放.结果支持了Patskovsky等人提出的机理,并有助于其他谷胱甘肽S-转移酶的研究.

NaCCH自由基低能电子态的理论研究

采用CASSCF/CASPT2方法研究了NaCCH自由基的低能电子态,在C2v对称性下给出了NaCCH自由基9个低能激发态的几何、组态、CI系数、振子强度、垂直激发能和绝热激发能.研究结果表明,NaCCH自由基的基态X1Σ+几何和转动系数与实验值是一致的;谐振频率与其他理论方法得到的值也符合的很好;HOMO和LUMO轨道的能量间隔为3.80eV,对应着13Σ+的绝热激发能;除13Π外,其它低能激发态均是稳定状态;基态到三重态是自旋禁阻的.

(E)-2-(乙酰胺亚甲基)琥珀酸水解酶与其催化底物相互作用的理论研究

通过分子对接和分子动力学模拟等理论方法研究(E)-2-(乙酰胺亚甲基)琥珀酸(E-2AMS)水解酶与其水解底物E-2AMS的结合方式。MM-PBSA结合自由能计算结果和动力学轨迹的统计分析都表明,在E-2AMS与水解酶形成的复合结构中,底物酰胺键采取反式构型在能量上更有利。在这种结合方式中,水解酶活性位点处的关键残基Arg146、Arg167、Tyr168、Arg179和Tyr259与E-2AMS之间形成7条氢键,在催化反应中起到稳定底物的作用;而残基Ile41和Leu107的主链氨基形成"氧负离子洞",能够抵消催化过程中酰胺氧原子上积累的负电荷,有利于反应的顺利进行。

细胞色素p450 2s1(CYP2s1)三维结构模建及其与维甲酸分子的对接研究

利用同源模建和分子动力学模拟,模建了细胞色素P450(CYP2s1)的三维结构.在模建结构的基础上,分析了活性位点的组成和结构,并进行了与小分子(维甲酸)的分子对接研究.研究结果表明,在由维甲酸和CYP2s1形成的复合物中,非键相互作用较强,其中,GLu411和Ala414是与维甲酸相互作用能最强的两个残基,对复合物的结合起重要作用.

CYP2C9酶与Warfarin结合模型的立体选择性理论研究

对CYP2C9酶与S-Warfarin复合物的晶体结构进行分子对接、分子动力学模拟、通道分析及结合自由能计算,发现原晶体结构中的结合模式为'亚稳态',提出了CYP2C9与S-Warfarin结合的可催化模式;比较了CYP2C9与S-和R-Warfarin结合的异同,确定了在结合过程中起重要作用的锚定氨基酸残基,尤其是位于活性位点区域的苯丙氨酸簇.在结合过程中这些残基通过芳香环的移动对稳定底物的结合模式起到至关重要的作用,阐明了该酶呈现相关底物选择性的原因.对于CYP2C9与底物对接模式及立体选择性的研究有助于在分子层面上理解特异性底物与酶的结合特点,为潜在的药物设计提供了合理可信的理论依据.

吲哚咔唑异构体的电子结构和光学性质

分别采用密度泛函理论(DFT)和单激发组态相互作用(CIS),在6-31G(d,p)基组水平上优化了5个吲哚咔唑分子的基态和激发态结构.在此结构的基础上,用含时密度泛函理论(TD-DFT)在相同基组水平和极化连续介质模型(PCM)下计算了模型分子的吸收和发射光谱.这几个吲哚咔唑异构体的发射光谱有明显的差别,如异构体5([3,2-b]型)有较大的振子强度,但是相对于其他异构体,其发射能量最小;异构体4([3,2-a]型)的发射能量最大;异构体2([2,3-b]型)的最大振子强度在250-450 nm范围内,与其他几个分子相比为最小.这主要是由分子的激发态几何变化和轨道能级的不同导致的.本文还考察了这类分子的一阶超极化率,结果显示5个分子极化率在同一水平,但静态第一超极化率(β0)有明显差别,异构体2的β0值最大.

多组态二级微扰理论计算CH_3O_2激发光谱以及CH_3O_2→CH_3+O_2解离反应

在Cs对称性和aug-cc-pVTZ基组水平下,采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了CH3O2自由基基态及其阴阳离子的12个低激发态.为了进一步考虑动态电子相关效应,采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值.所有计算得到的电子态都是价电子态,而且所得绝热激发能和电子亲和势与实验值非常接近.在CASPT2//CASSCF理论水平下计算了CH3O2从2A"和2A'电子态的CH3O2→CH3+O2的解离反应的势能曲线(PECs).优化得到的裂解产物的几何结构和能量与分别优化CH3和O2得到的结果进行比较,从而确定裂解产物的电子态.结果表明,从2A"和2A'电子态的解离反应分别对应产物CH3(2A")+O2(3A")和CH3(2A")+O2(1A").

人类谷胱甘肽硫转移酶家族等位基因蛋白B与抑制剂作用模型的理论研究

采用分子动力学模拟方法系统地研究了谷胱甘肽硫转移酶家族(Glutathione S-transferases,GSTs)的等位基因蛋白B(GSTP1*B)与抑制剂利尿酸(EA)以及EA的谷胱甘肽(GSH)共轭物EAG(I),EAG(O)的具体结合方式.抑制剂及其谷胱甘肽共轭物与蛋白的相互作用能计算结果及分子动力学轨迹的统计分析结果表明,GSTP1*B与EA的谷胱甘肽共轭物的结合能力优于其与EA的结合能力,Phe8,Arg13,Trp38和Tyr108是作用过程中的关键残基,对稳定抑制剂及其谷胱甘肽共轭物在GSTP1*B的G和H位点的构象具有重要的作用.通过对构象的统计分析发现,残基Phe8和Tyr108与GSTP1*B酶对抑制剂的选择性密切相关.