应用ABEEM/MM方法对生物小分子CH_3CONH_2(H_2O)_n(n=1～3)团簇的理论研究

应用ABEEM/MM方法对由乙酰胺结合1-3个水分子形成的9种团簇进行研究,并把由该方法计算出的结果同从头算的结果进行比较.得出:在CH3CONH2(H2O)n(n=1-3)团簇中,氢键作用是主要的;随着水分子数的增加,团簇的稳定性随之增强;同时,对于结合相同水分子数的团簇而言,其稳定性也随着形成氢键的类型及数目的不同而有所差别.另外,ABEEM/MM方法在几何构型优化和相互作用能计算方面,也与从头算方法得到了较好的吻合.

数学概念引入与MM方法

本文应用MM方法，由实际原型，经过数学抽象，探讨数学概念引入的思维过程。

求解正交非均衡Procrustes问题的MM方法

给出了求解正交非均衡Procrustes问题的MM方法并分析了收敛性.为了克服算法迭代次数多和计算结果依赖初始迭代点的困难,设计了特殊的初始点选取策略,并使用了拟牛顿加速及Nesterov加速技巧。数值结果显示,在一定情形下,提出的算法相比已有方法有优势.

强化“MM方法”意识

一、什么是“MM”和“MM”方法? “MM方法”是“数学模型方法”(mathematical modelling methool()的简称. 所谓“MM”就是根据我们所考察的实际问题,将所研究的客观事物的过程和现象的主要特征。

用从头算和ABEEM/MM法研究水分子团簇增长方式

应用从头计算方法和ABEEM／MM模型，模拟了以单环（H2O）n（n=3-6）为片段的水分子团簇初步增长的各种可能方式，得到该系列团簇的稳定结构。总结了结合能、氢键强度、电荷分布、氢键几何参数等性质在团簇增长过程中的变化趋势。ABEEM／MM方法的几何构型优化结果、氢键几何参数与从头算方法在数值上符合较好；在氢键强度和氧原子所带电荷数的平均值方面，与从头算方法所得变化趋势完全一致。

HIV-1蛋白酶与抑制剂结合中桥接水分子作用的QM/MM研究

对HIV-1蛋白酶与抑制剂2AH和4AH结合的两个复合物体系进行了水溶液环境下量子力学分子力学混合方法(hybrid QM/MM)的1ns分子动力学模拟,用MM-GBSA方法得到桥接水分子W301与HIV-1蛋白酶和抑制剂结合体的结合自由能分别为-24.93 kJ/mol和-20.29 kJ/mol,表明W301在抑制剂和HIV-1蛋白酶结合的过程中起到了不能被忽略的作用。

W301水分子在HIV-1蛋白酶和配体ABT-538结合中作用的QM/MM研究

结晶水分子W301在几乎所有的HIV-1蛋白酶(HIV-1PR)和配体的晶体结构中出现.在HIV-1PR中A链天门冬氨酸残基Asp25质子化状态或B链Asp25质子化状态下,QM/MM模拟后MM-GBSA方法计算得到W301水分子在HIV-1PR/ABT-538结合中的自由能贡献分别为-16.88kJ/mol、-17.63kJ/mol,W301水分子在HIV-1PR/ABT-538的结合中起到了关键的作用.进一步分析发现W301水分子与HIV-1PR和ABT-538分别形成了两个、四个氢键.

简论数学方法的统一性

本文首先列举了各种数学方法,然后通过各种数学方法的结构分析,得出统一的数学方法——MM方法.最后指出研究数学方法统一性的意义.

烟酰胺酶催化水解脱氨反应的QM/MM分子动力学模拟

采用QM(PM3)/MM分子动力学(MD)方法模拟了烟酰胺酶催化烟酰胺水解脱氨形成烟碱酸的反应过程.计算结果表明,硫的亲核进攻是整个反应的速率控制步骤.当改变Ala155所在Loop区的位置,在亲核进攻时,底物能够自由旋转,可以加速亲核进攻过程并降低整个催化反应的能垒.讨论了氨分子的离去过程和质子传递过程的相关细节.为烟酰胺酶的定点突变以及脱氨酶的设计提供了有益的参考.

广义低秩回归的数值方法

低秩回归模型作为一种降维技术,在多个领域得到了广泛的应用,如信号处理(也称为降秩维纳滤波)、神经网络(也称为非对称PCA)、时间序列分析和计算机视觉。本文研究了广义低秩回归问题,给出了其通解表达式,还给出了解唯一的条件,研究了极小酉不变范数解,进而运用MM思想给出一种数值解法,并用数值实验验证了其有效性。

ABEEMσπ／MM力场模型下的多肽构象

在ABEEM/MM蛋白质浮动电荷力场模型的基础上,加入孤对电子和π电荷位点,从而能够体现多肽和蛋白质分子中一些重要的各向异性极化性质,允许非化学键方向的电子转移和极化.利用从头计算数据拟合模型相关参数.计算得到的小分子团簇结合能、偶极矩、氢键键长等性质与从头计算结果符合很好.该经典极化模型力场能够重复量子场下丙氨酸二肽、丙氨酸四肽、甘氨酸三肽的各稳定构象,其稳定性顺序与精密从头计算结果相一致,其结构和能量性质较以往模型有一定提高,并优于其他力场模型.

量子力学和分子力学组合方法

量子力学和分子力学(QM/MM)组合方法结合了量子力学的精确性和分子力学的高效性,在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性等方面发挥着重要作用。本文主要介绍了QM/MM组合方法的基本原理及国内外有关QM/MM组合方法的研究进展。

量子力学和分子力学组合方法及其应用

QM/MM组合方法在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性之间的关系等方面已取得重要进展.这一方法的要点在于将大体系配分成几部分,根据需要对不同部分进行不同级别的处理,因此既利用了量子力学的精确性,又利用了分子力学的高效性.对QM/MM组合理论及其一些最新进展作一简单介绍,并以最近进行的几个工作为例说明QM/MM组合方法的应用.

原子-键电负性均衡融合进分子力场对CoCl_3水溶液的分子动力学模拟研究(英文)

298.15 K时运用原子-键电负性均衡融合进分子力场(ABEEM/MM)对CoCl3水溶液进行了分子动力学模拟.结果表明,ABEEM/MM力场模型可以获得体系的动态电荷,充分考虑了体系中存在的极化现象,从而及时地调节改变的静电场,真实地模拟了溶液的微观结构;并且CoCl3溶液中钴离子更倾向于和氯离子配位,而使钴离子与水分子的配位能力降低.

鸟嘌呤四链体中Na^+的移动

Na+-G-四链体复合物是一个明显的极化体系,其形成或解离过程中,Na+的移动路线目前还不十分明确.σπ水平的原子-键电负性均衡方法融合进分子力学(ABEEMσπ/MM)模型除原子位点外,还明确地定义了孤对电子、σ键和π键的位置,并且各位点电荷随分子环境改变而浮动,因此能更好地反映该体系的极化现象.本文应用ABEEMσπ/MM方法研究了Na+-G-四平面复合物的性质,包括它的几何构型、电荷分布和结合能等,并在MP2/6-31G(d,p)水平上做了相应的从头算,两种结果十分吻合.Na+的存在改变了G-tetrad的氢键方式.通过比较Na+各条移动路线中体系的结合能,预测G-四链体中三个Na+最有可能沿α方向依次移出.以上研究为进一步应用ABEEMσπ/MM模型进行G-四链体中离子交换通道的动力学模拟打下坚实的基础.

研究生创新能力培养的实践与认识

通过分析创新能力的内涵,指出提高研究生创新能力重点是培养研究生的创新意识,掌握创新思维方法和创新实践技能。论述了培养学生创新能力要开展发散思维训练,掌握关系—映射—反演(RMI)方法和数学建模(MM)方法。

谈Vandermonde恒等式的另证

本文简单明了地说明了数学方法论中的数学模型方法(MM方法)和关系映射反演原则(RMI原则)在证明Vandermonde恒等式上的应用.

环多肽晶体的浮动电荷极化力场模拟

利用原子键电负性均衡结合分子力场方法(ABEEM/MM)对五种环多肽晶体进行了研究.与传统力场相比,该方法中的静电势包含了分子内和分子间的静电极化作用,以及分子内电荷转移影响,同时加入了化学键等非原子中心电荷位点,合理地体现了分子中的电荷分布.相对其他极化力场模型,具有计算量较小的特点.该模型下计算得到的环多肽分子单元相对实验测得的结构的原子位置、氢键长度和二面角的均方根偏差分别为0.009nm、0.013nm和5.16°,能够很好地重复实验结果.总体上,其结果优于或相当于其他力场模型,适用于对实际蛋白质体系的模拟和研究.