HIV-1蛋白酶的质子化状态

将分子动力学模拟和分子力学-泊松/波耳兹曼方法相结合,研究在HIV蛋白酶和抑制剂ABT-538的复合物中的不同质子化位置.结果表明:不同的质子化状态对蛋白酶的温度因子、蛋白酶和抑制剂的结合自由能及氢键都有很大影响.用分子力学-泊松/波耳兹曼方法计算显示:在B链中,25号天冬氨酸OD1氧原子被质子化的结合自由能最强,计算得到的温度因子和实验值比较吻合.另外,由氢键分析看出:在此质子化状态中,药物和蛋白酶、药物和W301水分子、W301水分子和蛋白酶形成的氢键在整个动力学模拟过程中最稳定.

肾素与抑制性地肤子皂苷相互作用的分子机制（英文）

地肤子中的木鳖子皂苷Ic和2’-O-β-D-吡喃葡萄糖木鳖子皂苷Ic有较强抑制肾素体外活性的功能。分子对接证实两皂苷与肾素结合较好,分别形成9个和4个氢键,氨基酸Ser230与Tyr231是氢键作用的关键残基,而Ala229、Met303、His301、Asp38、Arg82、Tyr83与Ile137则对疏水结合起重要作用。分子动力学模拟约1 000 ps后,两复合物平衡,均方根偏差分别为0.224 nm和0.219 nm,两皂苷降低了肾素链开始约160个氨基酸的均方根波动。分子力学泊松-波尔兹曼表面积法获得的结合自由能分别为-44.36 kcal/mol与-62.46 kcal/mol,其中主要驱动力是静电和范德华作用,而极性溶剂化能则强烈阻碍结合。3种方法综合揭示了两种地肤子皂苷抑制肾素的分子机制。

相互作用熵方法在计算生物分子体系结合自由能中的发展和应用

分子力学泊松-玻尔兹曼溶剂可及表面积(MM/PBSA)是一种非常主流的计算生物大分子体系结合自由能的方法,但是其中熵变的计算一直以来都是理论计算上的难点.2016年发展的相互作用熵方法因其理论严谨、计算成本低等优势得到了广泛的应用.该方法已在周期蛋白依赖性激酶2、胰蛋白酶、HIV蛋白酶、间变性淋巴瘤激酶与配体以及P53与MDMX/MDM2等一些关键的体系上得到了应用,这为研究者理解生物大分子中相互作用的机理提供了可信且新颖的途径.本文介绍了相互作用熵方法的发展,并为其在生物大分子中的应用提供了可行的指引和建议.

人血清白蛋白与氯氰菊酯相互作用的分子模拟研究

运用分子对接、分子动力学、结合自由能计算和丙氨酸扫描等分子模拟方法,研究了人血清白蛋白（human serum albumin,HSA）与氯氰菊酯的结合模式。结果表明：氯氰菊酯与HSA结合形成了稳定的复合物,与其氨基酸残基Arg209形成1个氢键,结合自由能为–83.43 kJ/mol,其中范德华力是结合的主要驱动力,极性溶剂化能是主要抑制力。丙氨酸突变扫描结果显示,氨基酸残基Lys199的ΔΔG_（bind）值为16.78 kJ/mol,是HSA和氯氰菊酯结合的关键氨基酸。该研究结果为阐明氯氰菊酯在人体内的代谢机制提供了理论参考。

HBc-VLP的分子动力学模拟和结合自由能计算

乙型肝炎核心病毒样颗粒HBc-VLPs(Hepatitis B Core Antigen Virus-like Particles)因稳定性好且易于改造,被作为疫苗载体广泛使用,但影响VLPs稳定性的控制机制尚不清楚。采用分子动力学模拟研究了HBc-VLP中蛋白亚基二聚体、五聚体及六聚体复合物的稳定性,计算了体系中蛋白亚基的介电常数,避免了以往研究中直接使用经验参数的做法;通过分子力学-泊松玻尔兹曼溶剂可及表面积(MM-PBSA)方法计算亚基分子间的结合自由能,表明范德华作用能和非极性溶剂化作用能有利于促进相邻蛋白亚基间的亲和作用;根据计算结果可推测HBc-VLPs中六聚体比五聚体的稳定性更强,而两个六聚体之间或五聚体同六聚体之间形成的二聚体有助于进一步形成结构更加稳定的HBc-VLPs。该结论有助于生物工程中对HBc-VLPs的蛋白质改造,从而提高HBc-VLPs为载体的候选疫苗的稳定性。

抑制剂Amprenavir与HIV-2蛋白酶作用机制的分子动力学研究

HIV-2蛋白酶已成为治疗艾滋病的一个重要药物靶标。作者采用分子动力学模拟并结合自由能计算,研究了抑制剂Amprenavir(AMP)与HIV-2蛋白酶的作用机制。研究结果表明范德华作用是AMP与HIV-2蛋白酶结合的主要力量。采用基于残基的自由能分解方法计算抑制剂-残基相互作用,结果表明疏水性的CH-π和CH-O相互作用驱动了抑制剂AMP与HIV-2蛋白酶的结合。作者期望这一研究结果能为抗艾滋病双重抑制剂的研发提供一定的理论指导。

甜菜夜蛾细胞色素P450(CYP9A11)与3种杀虫剂的结合机理研究

细胞色素P450(以下简称CYP)与昆虫的抗药性密切相关。本研究运用Auto Dock分子对接技术和分子力学泊松-波尔兹曼表面积法(molecular mechanics Poisson-Boltzmann surface area,MM-PBSA)结合自由能计算方法,分析了甜菜夜蛾CYP9A11与3种杀虫剂结合的作用位点、作用力类型和大小。结果表明:CYP9A11与毒死蜱结合形成两个氢键,有8个氨基酸残基参与形成疏水作用力,二者结合自由能为–3 659.80 k J/mol;CYP9A11与灭多威结合形成5个氢键,有3个氨基酸残基形成疏水作用力,结合自由能为–470.92 k J/mol;CYP9A11中有7个氨基酸残基与氯氰菊酯结合形成疏水作用力,结合自由能为–473.44 k J/mol。范德华力是CYP9A11与毒死蜱结合的主要驱动力,极性溶剂化能是CYP9A11与氯氰菊酯和灭多威结合的主要驱动力,这些结果为阐明甜菜夜蛾CYP9A11与3种杀虫剂的结合机理提供了参考。