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烟酰胺酶催化水解脱氨反应的QM/MM分子动力学模拟
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作者 段新丽 张欣 雷鸣 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2491-2496,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 烟酰胺酶 脱氨 反应机理 qm/mm方法 分子动力学模拟
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力场/溶剂水模型对EGFRvⅢ抗原-MR1(scFv)抗体复合物的MM-PBSA计算精度的影响与实验验证
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作者 任家毅 杨志伟 +8 位作者 郑念珏 李军旗 杨春龙 林淑健 杨冰 黄俊卿 廖化新 袁晓辉 欧仕益 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2070-2076,共7页
以表皮生长因子Ⅲ型突变体(EGFRvⅢ)抗原多肽与其抗体(MR1)及其人源化突变体的复合物结构为出发点,采用分子动力学中的6种常用力场及3种常用溶剂水模型,分别对上述抗原-抗体复合物进行100ns的分子动力学模拟与分子力学和连续介质模型计... 以表皮生长因子Ⅲ型突变体(EGFRvⅢ)抗原多肽与其抗体(MR1)及其人源化突变体的复合物结构为出发点,采用分子动力学中的6种常用力场及3种常用溶剂水模型,分别对上述抗原-抗体复合物进行100ns的分子动力学模拟与分子力学和连续介质模型计算自由能(MM-PBSA),并在实验上利用等温滴定量热(ITC)仪测定了抗原和抗体相互作用的热力学参数.通过在结构变化、能量变化及野生型与突变体比较等几个方面进行综合分析,给出了最佳的计算模型.对不同力场及水模型计算精度等相关问题进行了探讨. 展开更多
关键词 单链抗体 分子动力学模拟 分子力学和连续介质模型的自由能计算 等温滴定量热 均方根偏差
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Exploring unbinding mechanism of drugs from SERT via molecular dynamics simulation and its implication in antidepressants
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作者 谭新官 刘雪峰 +2 位作者 庞铭慧 王雨晴 赵蕴杰 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期510-519,共10页
The human serotonin transporter(SERT)terminates neurotransmission by removing serotonin from the synaptic cleft,which is an essential process that plays an important role in depression.In addition to natural substrate... The human serotonin transporter(SERT)terminates neurotransmission by removing serotonin from the synaptic cleft,which is an essential process that plays an important role in depression.In addition to natural substrate serotonin,SERT is also the target of the abused drug cocaine and,clinically used antidepressants,escitalopram,and paroxetine.To date,few studies have attempted to investigate the unbinding mechanism underlying the orthosteric and allosteric modulation of SERT.In this article,the conserved property of the orthosteric and allosteric sites(S1 and S2)of SERT was revealed by combining the high resolutions of x-ray crystal structures and molecular dynamics(MD)simulations.The residues Tyr95 and Ser438 located within the S1 site,and Arg104 located within the S2 site in SERT illustrate conserved interactions(hydrogen bonds and hydrophobic interactions),as responses to selective serotonin reuptake inhibitors.Van der Waals interactions were keys to designing effective drugs inhibiting SERT and further,electrostatic interactions highlighted escitalopram as a potent antidepressant.We found that cocaine,escitalopram,and paroxetine,whether the S1 site or the S2 site,were more competitive.According to this potential of mean force(PMF)simulations,the new insights reveal the principles of competitive inhibitors that lengths of trails from central SERT to an opening were~18A for serotonin and~22 A for the above-mentioned three drugs.Furthermore,the distance between the natural substrate serotonin and cocaine(or escitalopram)at the allosteric site was~3A.Thus,it can be inferred that the potent antidepressants tended to bind at deeper positions of the S1 or the S2 site of SERT in comparison to the substrate.Continuing exploring the processes of unbinding four ligands against the two target pockets of SERT,this study observed a broad pathway in which serotonin,cocaine,escitalopram(at the S1 site),and paroxetine all were pulled out to an opening between MT1b and MT6a,which may be helpful to understand the dissociation mechanism of antidepressants. 展开更多
关键词 human serotonin transporter(SERT) comprehensive molecular dynamics(md)simulation drug design molecular mechanics/generalized Born surface area(mm/GBSA)method
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Ab initio Quantum Mechanics/Molecular Mechanics Molecular Dynamics Simulation of CO in the Heme Distal Pocket of Myoglobin
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作者 王宪位 张增辉 何晓 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2017年第6期705-716,I0002,共13页
Myoglobin has important biological functions in storing and transporting small diatomic molecules in human body. Two possible orientations of carbon monoxide (CO) in the heme distal pocket (named as BI and B2 state... Myoglobin has important biological functions in storing and transporting small diatomic molecules in human body. Two possible orientations of carbon monoxide (CO) in the heme distal pocket (named as BI and B2 states) of myoglobin have been experimentally indicated. In this study, ab initio quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) molecular dynamics simulation of CO in myoglobin was carried out to investigate the two possible B states. Our results demonstrate that the B1 and B2 states correspond to Fe... CO (with carbon atom closer to iron center of heme) and Fe... OC (with oxygen atom closer to Fe), by comparing with the experimental infrared spectrum. QM electrostatic polarization effect on CO brought from the protein and solvent environment is the main driving force, which anchors CO in two distinctive orientations and hinders its rotation. The calculated vibrational frequency shift between the state B1 and B2 is 13.1 cm-1, which is in good agreement with experimental value of 11.5 cm-1. This study also shows that the electric field produced by the solvent plays an important role in assisting protein functions by exerting directional electric field at the active site of the protein, From residue-based electric field decomposition, several residues were found to have most contributions to the total electric field at the CO center, including a few charged residues and three adjacent uncharged polar residues (namely, HIS64, ILE107, and PHE43). This study provides new physical insights on rational design of enzyme with higher electric field at the active site. 展开更多
关键词 qm/mm simulation Stark shift Electrostatic polarization effect Electric field
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How Mutations Affecting the Ligand-receptor Interactions: a Combined MD and QM/MM Calculation on CYP2E1 and Its Two Mutants 被引量:2
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作者 WANG Yan ZHENG Qingchuan ZHANG Jilong XIE Mo ZHAN Jiuyu ZHANG Hongxing 《Chemical Research in Chinese Universities》 SCIE CAS CSCD 2015年第6期1029-1038,共10页
Cytochrome P450(CYP) 2El is a dual function monoxygenase with a crucial role in the metabolism of 6% of drugs on the market at present. The enzyme is of tremendous interest for its association with alcohol consumpti... Cytochrome P450(CYP) 2El is a dual function monoxygenase with a crucial role in the metabolism of 6% of drugs on the market at present. The enzyme is of tremendous interest for its association with alcohol consumption, diabetes, obesity and fasting. Despite the abundant experimental mutagenesis data, the molecular origin and the structural motifs for the enzymatic activity deficiencies have not been rationalized at the atomic level. In this regard, we have investigated the effects of mutation on the structural and energetic characteristics upon single point mutations in CYP2E1, N219D and $366C. The molecular dynamics(MD) simulation combined with quantum mechanics/molecular mechanics(QM/MM) and noncovalent interaction(NCI) analysis was carried out on CYP2EI and its two mutants. The results highlight the critical role of Phe207, which is responsible for both structural flexibility and energetic variation, shortening the gap between the theory and the experimentally observed results of enzymatic activity decrease, The underlying molecular mechanism of the enzymatic activity deficiencies for mutants may be attributed to the changes of spatial position of Phe207 in the two mutants. This work provides particular explanations to how mutations affect ligand-receptor interactions based on combined MD and QM/MM calculations. Furthermore, the mutational effects on the activity of CYP2E1 obtained in the present study are beneficial to both the experimental and the computational works of CYPs and may allow researchers to achieve desirable changes in enzymatic activity. 展开更多
关键词 Cytochrome P450(CYP) 2El Molecular dynamics(md simulation Quantum mechanics/molecular mechanics(qm/mm ONIOM) calculation Noncovalent interaction(NCI) analysis
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抗原肽与MHC分子相互作用QM/MM分子动力学模拟研究
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作者 冯石磊 胡墅 +1 位作者 刘兵 刘伟 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1313-1320,共8页
在MHC I类(major histocompatibility complex class I)分子抗原加工提呈过程中抗原蛋白在抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)的胞浆中被蛋白酶体(proteasome)裂解成短肽peptide,由转运相关蛋白(transporter associated with a... 在MHC I类(major histocompatibility complex class I)分子抗原加工提呈过程中抗原蛋白在抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)的胞浆中被蛋白酶体(proteasome)裂解成短肽peptide,由转运相关蛋白(transporter associated with antigen processing,TAP)将蛋白酶体裂解产生的短肽片段从胞浆转运至内质网腔.短肽peptide在内质网中与新生成的MHC I类分子结合,形成peptide-MHC复合体被提呈到APC细胞表面,与T细胞表面抗原受体(T cell receptor,TCR)特异性识别结合,使得CTL细胞开始活化、增殖、分化,进而对肿瘤细胞进行特异性杀伤.目前对CTL细胞如何识别抗原肽-MHC复合物分子及抗原短肽peptide如何与主要组织相容性复合体MHC分子的相互作用识别结合的机理还不是很清楚.传统的预测CTL细胞表位的方法没有考虑受体与配体结合过程中电子结构的变化,电子结构的变化需要用量子力学方法来处理.本文采用QM/MM多尺度生物大分子的分子动力学模拟方法,以天然抗原肽TAX(LLFGYPVYVYU)与HLA-A*0201分子结合的晶体结构为模板,替换抗原肽"锚点"氨基酸,将口袋氨基酸残基的原子极化电荷在空间形成的静电势用电多极矩分量表示.用箱线图分析每个口袋氨基酸分子静电势变化和功能,确定Pocket B的Glu63和Lys66的功能是精细识别氨基酸和一级结合氨基酸,Pocket F的Asp77,Tyr84的功能是精细识别氨基酸,而Asp77,Lys146是一级结合氨基酸,表明QM/MM方法在提取抗原肽与MHC I类分子识别结合特异性信息是可行的,这对了解免疫识别机理和指导肿瘤疫苗的开发都具有指导意义. 展开更多
关键词 qm/mm分子动力学模拟 电多极矩 T细胞表位 外源性抗原 MHC I类分子
原文传递
Binding kinetics of ten small-molecule drug candidates on SARS-CoV-2 3CLpro revealed by biomolecular simulations
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作者 Yifei Zhou Xubo Lin 《Medicine in Novel Technology and Devices》 2023年第4期130-137,共8页
3CL protease(3CLpro)is the main protease(Mpro)found in severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS-CoV-2),which cuts the coronavirus polyprotein at eleven conserved sites and is essential for the virus replic... 3CL protease(3CLpro)is the main protease(Mpro)found in severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS-CoV-2),which cuts the coronavirus polyprotein at eleven conserved sites and is essential for the virus replication.Therefore,3CLpro has been widely used as a promising drug target.Many small-molecule drug candidates targeting 3CLpro have been proposed to inhibit the virus replication.In this work,we aim to reveal detailed interactions between ten small candidate molecules with extensive attention and 3CLpro using molecular docking and molecular dynamics simulations.First,we identified the possible binding sites of these candidate molecules on 3CLpro via molecular docking.Then,a series of 100 ns all-atom molecular dynamics simulations of strongest binding modes were performed to further evaluate the dynamical interactions between the molecules and 3CLpro in detail.Last,the binding free energy of these molecules on 3CLpro was calculated using MM/PBSA calculation,where the contribution of key amino acids was highlighted.The binding kinetics revealed in this work may provide useful insights into the action mechanism and applicability of these small-molecule drug candidates. 展开更多
关键词 3CLpro Molecular docking md simulation mm/PBSA
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[C_(2)mim][BF_(4)]离子液体^(1)H NMR性质的理论研究
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作者 杜昊 周广丽 +2 位作者 冷霞 李云志 夏其英 《山东化工》 CAS 2023年第10期73-75,共3页
本研究选择1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐(简称[C_(2)mim][BF_(4)])离子液体为研究对象,计算其^(1)H NMR化学位移。首先,我们构建了含有20对阴阳离子的凝聚相体系,采用分子动力学模拟方法获得其凝聚相的平衡态结构。随后,我们等间距的选... 本研究选择1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐(简称[C_(2)mim][BF_(4)])离子液体为研究对象,计算其^(1)H NMR化学位移。首先,我们构建了含有20对阴阳离子的凝聚相体系,采用分子动力学模拟方法获得其凝聚相的平衡态结构。随后,我们等间距的选择5个平衡态结构,用于构建QM/MM模型,详细考察两种QM/MM模型对离子液体^(1)H NMR性质的影响。选取的两种QM/MM模型中的QM分别是一个阳离子、一对阴阳离子。在QM/MM计算中,QM层采用B97-2/pcseg-2模型,MM层采用UFF点电荷模型。我们发现,QM/MM计算结果比仅采用一个阳离子的计算结果与实验值更加的接近。我们考察了MM背景电荷对计算结果的影响,研究表明,当MM层有背景电荷时,其实验值与计算值的偏差为0.30,当MM无背景电荷时,其实验值与计算值的偏差为0.31,表明MM的背景电荷对计算结果的影响较小。 展开更多
关键词 离子液体 ^(1)H NMR性质 qm/mm 分子动力学模拟 [C_(2)mim][BF_(4)]
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HY分子筛催化异丁烷/丁烯烷基化反应中氢负离子转移过程的模拟 被引量:4
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作者 任奎 龙军 +2 位作者 任强 李永祥 代振宇 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1061-1071,共11页
建立了120T HY分子筛模型,应用QM/MM方法,揭示了叔/仲丁基烷氧基团(t-butyl alkoxide/s-butyl alkoxide,TBA/SBA)与异丁烷分子发生氢负离子转移反应的机理,并分析比较了二者的异同。结果表明,碳正离子是氢负离子转移反应的过渡态。与TB... 建立了120T HY分子筛模型,应用QM/MM方法,揭示了叔/仲丁基烷氧基团(t-butyl alkoxide/s-butyl alkoxide,TBA/SBA)与异丁烷分子发生氢负离子转移反应的机理,并分析比较了二者的异同。结果表明,碳正离子是氢负离子转移反应的过渡态。与TBA相比,SBA与异丁烷分子发生氢负离子转移反应的能垒高出27.5kJ/mol。这是由于TBA的C—O键长大于SBA,因而C—O键断裂所需能量更低,导致反应能垒更低。C—O键断裂后,TBA生成叔丁基碳正离子,SBA生成仲丁基碳正离子,前者中心碳原子所带电荷大于后者,因而与仲丁基碳正离子相比,叔丁基碳正离子更容易与异丁烷分子形成C—H—C"三中心两电子"结构。 展开更多
关键词 HY分子筛 烷基化 分子模拟 qm/mm 氢负离子转移反应
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抑制剂RVX08、SF2535、RVXOH与BRD4蛋白第一结构域结合模式的分子动力学研究
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作者 孙鲁艳 苏静 +2 位作者 闫芳芳 刘新国 张少龙 《山东师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第1期76-83,共8页
该工作采用分子动力学模拟和主成分分析等方法研究了抑制剂SF2535、RVX08和RVXOH与BRD4蛋白第一结构域(BRD4-1)的结合对BRD4-1蛋白构象的影响.此外,为进一步研究三个抑制剂与BRD4-1蛋白的结合能力,采用分子力学泊松-玻尔兹曼表面积(MM-P... 该工作采用分子动力学模拟和主成分分析等方法研究了抑制剂SF2535、RVX08和RVXOH与BRD4蛋白第一结构域(BRD4-1)的结合对BRD4-1蛋白构象的影响.此外,为进一步研究三个抑制剂与BRD4-1蛋白的结合能力,采用分子力学泊松-玻尔兹曼表面积(MM-PBSA)方法计算了抑制剂与BRD4-1蛋白的结合自由能.结果表明SF2535与BRD4-1蛋白的结合能力最强.本研究不仅有助于更好的了解BRD4-1的功能和内在动力学,而且还可为以BRD4-1为靶标的有效抗癌药物的研发提供理论基础. 展开更多
关键词 分子动力学模拟 BRD蛋白 主成分分析 mm-PBSA
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分子模拟技术在脂肪酶性质及催化机理研究中的应用进展 被引量:9
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作者 王哲 王普 黄金 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2475-2479,2485,共6页
脂肪酶是一种重要的生物催化剂,其来源广泛,可在水相甚至非水介质中催化多种反应,并表现出很高的立体选择性和催化活性。有关脂肪酶的应用和基础研究备受重视,特别是脂肪酶催化机理和结构功能关系成为近年来研究热点,基于现代计算机技... 脂肪酶是一种重要的生物催化剂,其来源广泛,可在水相甚至非水介质中催化多种反应,并表现出很高的立体选择性和催化活性。有关脂肪酶的应用和基础研究备受重视,特别是脂肪酶催化机理和结构功能关系成为近年来研究热点,基于现代计算机技术的分子模拟计算在相关研究中扮演着越来越重要的角色。本文综述了计算机辅助分子模拟技术应用于脂肪酶性质及催化机理研究领域的3个发展阶段:早期的分子动力学模拟主要用于脂肪酶构象变化的研究;随后出现的柔性分子对接技术则可研究和预测脂肪酶的对映体选择性及简单的催化机理;近年来发展的运算时间更长的分子动力学和量子力学/分子力学(QM/MM)方法则可全面研究脂肪酶的酶学性质及催化机理。通过对上述技术发展的回顾与对比分析可以预见,分子模拟手段将在酶的性质及酶催化机理研究领域发挥更为重要的作用,并且多种模拟技术的综合应用和从头计算分子模拟技术的日益成熟,将为人们更加深入地认识蛋白质构效关系发挥不可替代的作用。 展开更多
关键词 分子模拟 分子动力学 分子对接 量子力学 分子力学 定量构效关系 脂肪酶
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HY分子筛催化异丁烷/丁烯烷基化反应中加成反应的模拟研究 被引量:4
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作者 任奎 龙军 +2 位作者 任强 李永祥 代振宇 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期24-33,共10页
建立了120T HY分子筛模型,采用量子力学与分子力学(QM/MM)相结合的方法,揭示了叔丁基烷氧基团(TBA)与异丁烯/2-丁烯发生加成反应的细节,并比较了二者的异同。结果表明,叔丁基碳正离子是加成反应的过渡态,且TBA与2-丁烯分子发生加成反应... 建立了120T HY分子筛模型,采用量子力学与分子力学(QM/MM)相结合的方法,揭示了叔丁基烷氧基团(TBA)与异丁烯/2-丁烯发生加成反应的细节,并比较了二者的异同。结果表明,叔丁基碳正离子是加成反应的过渡态,且TBA与2-丁烯分子发生加成反应的能垒值是与异丁烯反应的2倍左右。这是由于过渡态的碳正离子与异丁烯之间的电荷转移明显大于与2-丁烯的,二者之间的相互作用力更强,故过渡态能量更低。另外,由于TBA与2-丁烯发生加成反应后中心C原子稳定性降低,故需要首先生成"三角形结构"中间产物,再形成C8碳正离子,最终形成C8烷氧基团完成加成反应。 展开更多
关键词 HY分子筛 烷基化 分子模拟 量子力学与分子力学(qm/mm) 加成反应
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酶催化过程的全程模拟 被引量:1
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作者 赵媛 曹泽星 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第4期691-708,共18页
酶催化包括底物到活性区的输运、选择催化化学反应及产物释放等复杂过程,由于复杂的蛋白质环境效应,任一化学和非化学过程都有可能是决定酶活性的关键步骤。为了全面认识酶催化活性,我们对几类酶催化过程进行了广泛的组合量子/分子力学(... 酶催化包括底物到活性区的输运、选择催化化学反应及产物释放等复杂过程,由于复杂的蛋白质环境效应,任一化学和非化学过程都有可能是决定酶活性的关键步骤。为了全面认识酶催化活性,我们对几类酶催化过程进行了广泛的组合量子/分子力学(QM/MM)和经典分子力学(MM)动力学模拟(MD)研究,详细地讨论了整个酶催化过程的分子机制、关键残基的作用和蛋白质环境效应,丰富了对酶催化活性的认识。随着多尺度模型和计算模拟方法的进一步完善与发展,有望实现超大复杂生物酶催化过程的全程模拟研究,为酶工程领域的相关研究提供支持。 展开更多
关键词 酶催化 底物输运 自由能计算 qm/mm md模拟 随机加速动力学模拟
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On electrostatic interactions of adenosine triphosphate-insulin-degrading enzyme revealed by quantum mechanics/molecular mechanics and molecular dynamics
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作者 Sarawoot Somin Don Kulasiri Sandhya Samarasinghe 《Quantitative Biology》 CAS CSCD 2024年第4期414-432,共19页
The insulin-degrading enzyme(IDE)plays a significant role in the degradation of the amyloid beta(Aβ),a peptide found in the brain regions of the patients with early Alzheimer’s disease.Adenosine triphosphate(ATP)all... The insulin-degrading enzyme(IDE)plays a significant role in the degradation of the amyloid beta(Aβ),a peptide found in the brain regions of the patients with early Alzheimer’s disease.Adenosine triphosphate(ATP)allosterically regulates the Aβ-degrading activity of IDE.The present study investigates the electrostatic interactions between ATP-IDE at the allosteric site of IDE,including thermostabilities/flexibilities of IDE residues,which have not yet been explored systematically.This study applies the quantum mechanics/molecular mechanics(QM/MM)to the proposed computational model for exploring electrostatic interactions between ATP and IDE.Molecular dynamic(MD)simulations are performed at different temperatures for identifying flexible and thermostable residues of IDE.The proposed computational model predicts QM/MM energy-minimised structures providing the IDE residues(Lys530 and Asp385)with high binding affinities.Considering root mean square fluctuation values during the MD simulations at 300.00 K including heat-shock temperatures(321.15 K and 315.15 K)indicates that Lys530 and Asp385 are also the thermostable residues of IDE,whereas Ser576 and Lys858 have high flexibilities with compromised thermostabilities.The present study sheds light on the phenomenon of biological recognition and interactions at the ATP-binding domain,which may have important implications for pharmacological drug design.The proposed computational model may facilitate the development of allosteric IDE activators/inhibitors,which mimic ATP interactions. 展开更多
关键词 electrostatic interactions molecular dynamic simulation qm/mm calculation method thermostability/flexibility
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真空条件下辅酶Q10的β-环糊精包合物的动力学模拟 被引量:4
15
作者 李代禧 纪兰兰 +2 位作者 刘亿淑 陈正隆 常中春 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期25-28,共4页
首先通过分子力学法,确定辅酶Q_(10)(CoQ_(10))的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ_(10)-7-β-CDs)的最稳定优势构型。并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ_(10)包合前后结构的变化对性质的影... 首先通过分子力学法,确定辅酶Q_(10)(CoQ_(10))的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ_(10)-7-β-CDs)的最稳定优势构型。并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ_(10)包合前后结构的变化对性质的影响。结果表明CoQ_(10)分子可以通过范德华力、库仑作用和氢键一起作用于β-CD分子形成1:7的稳定的D型包合结构。包合后,CoQ_(10)分子的C=0双键和醌环上的C=C双键增长,侧链上的C=C双键缩短,其活性部位的抗氧化能力增大,而分子骨架的稳定性增强。 展开更多
关键词 CoQ10 Β-环糊精 主客体包合物 分子模拟 分子力学 分子动力学 氢键
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PKA酶及其抑制剂balanol的计算化学
16
作者 金海晓 严小军 朱鹏 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第5期993-1001,共9页
蛋白激酶通过磷酸化蛋白底物来调节细胞内的信号转导途径,是重要的药物设计靶标。蛋白激酶A(PKA)是最早获得催化结构域X射线衍射晶体结构的激酶,是蛋白激酶家族中代表性结构。本文综述了PKA在计算化学领域的研究进展,包括PKA全酶及其催... 蛋白激酶通过磷酸化蛋白底物来调节细胞内的信号转导途径,是重要的药物设计靶标。蛋白激酶A(PKA)是最早获得催化结构域X射线衍射晶体结构的激酶,是蛋白激酶家族中代表性结构。本文综述了PKA在计算化学领域的研究进展,包括PKA全酶及其催化(C)亚基和调节(R)亚基在水溶液中的分子动力学模拟研究,磷酰基转移机理和C亚基与其抑制剂balanol的结合自由能预测、柔性对接。分子动力学、分子对接、同源模建、QM/MM等计算机辅助设计方法在该体系中得到运用。 展开更多
关键词 蛋白激酶A(PKA) balanol 分子动力学模拟 分子对接 qm/mm
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氰基红外光谱的计算机模拟
17
作者 林英武 汪勇先 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期182-184,共3页
使用4种半经验量子力学(QM)方法,AMI、PM3、MNDO和MIND03,同时结合使用分子力学(MM)MM2方法,分别对26种不同类型的氰基化合物进行了红外光谱的计算机模拟。结果显示,将分子力学与半经验量子力学进行联用,可以简便、快速地对氰基的红外... 使用4种半经验量子力学(QM)方法,AMI、PM3、MNDO和MIND03,同时结合使用分子力学(MM)MM2方法,分别对26种不同类型的氰基化合物进行了红外光谱的计算机模拟。结果显示,将分子力学与半经验量子力学进行联用,可以简便、快速地对氰基的红外振动光谱进行计算机模拟。同时,4种方法体现出不同的平均相对误差,依次为:AM1(6.44%)<PM3 (6.76%)<MNDO(6.90%)<MIND03(7.57%)。比较结果显示,QM/MM联用方法的模拟结果明显优于文献报道。 展开更多
关键词 氰基 红外光谱 计算机模拟 量子力学 分子力学
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酶催化过程的量子-经典力学研究进展 被引量:2
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作者 樊芳芳 付玉状 曹泽星 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1131-1143,共13页
酶催化主要包括底物输运及其与活性位的结合、蛋白质限域环境中的化学反应以及产物释放等复杂的物理和化学过程,其中任一化学和非化学步都有可能决定酶的活性.通过量子/分子力学组合方法(QM/MM)计算和分子动力学模拟(MD),结合伞形采样,... 酶催化主要包括底物输运及其与活性位的结合、蛋白质限域环境中的化学反应以及产物释放等复杂的物理和化学过程,其中任一化学和非化学步都有可能决定酶的活性.通过量子/分子力学组合方法(QM/MM)计算和分子动力学模拟(MD),结合伞形采样,可以揭示酶催化过程的微观机理和底物输运的通道机制,分析底物进出口袋过程的热力学和动力学性质,探明整个酶催化过程中的决速步骤以及关键残基的作用.本文概述了近几年对几类生物体系量子-经典力学模拟研究的进展,并对QM/MM多尺度模拟方法的发展进行了展望. 展开更多
关键词 磷酸三酯酶 核苷水解酶 酶催化 qm/mmmm md模拟
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锌酶的计算模拟:挑战与最新进展
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作者 巫瑞波 曹泽星 张颖凯 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1175-1184,共10页
锌酶在人体中分布非常广泛,种类繁多,是当前最受关注的金属酶之一。由于在锌配位结构上的多样性以及Zn2+饱和的d轨道带来的"光谱寂静"性,导致许多实验研究手段受限。计算模拟在锌酶的研究中发挥着越来越重要的作用,已经成为... 锌酶在人体中分布非常广泛,种类繁多,是当前最受关注的金属酶之一。由于在锌配位结构上的多样性以及Zn2+饱和的d轨道带来的"光谱寂静"性,导致许多实验研究手段受限。计算模拟在锌酶的研究中发挥着越来越重要的作用,已经成为不可或缺的研究工具。现代量子化学计算模拟方法,特别是被视为研究生物大分子体系非常有效的QM/MM组合方法,目前已经被广泛应用于探讨复杂多变的锌配位结构以及锌酶催化反应机理。通过在QM/MM水平下开展的分子动力学模拟,可以揭示锌酶体系中结构与功能间的相互关系。此外,分子力场方法在锌酶研究中同样发挥了不可替代的作用,由于传统力场普遍无法正确描述锌配位结构,因此,锌酶分子力场的开发具有迫切的现实意义。本文总结了近年来锌酶计算模拟领域的最新进展,提出了锌酶计算研究中还有待解决的一些问题。 展开更多
关键词 锌酶 量子力学/分子力学组合方法 分子动力学模拟 力场 反应机理 配位结构
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基于丙氨酸扫描与相互作用熵方法的PARP1与配体的结合自由能计算
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作者 张右梓 刘笑 +1 位作者 周一凡 张增辉 《中国科学:化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期204-209,共6页
PARP1蛋白是真核细胞DNA损伤修复的关键因子,也是近年来肿瘤治疗的新热靶标之一.本文运用本课题组发展的基于相互作用熵方法并结合MM/GBSA方法对蛋白-配体进行丙氨酸扫描,计算了10个抑制剂小分子与PARP1蛋白及与PARP1蛋白各残基间的相... PARP1蛋白是真核细胞DNA损伤修复的关键因子,也是近年来肿瘤治疗的新热靶标之一.本文运用本课题组发展的基于相互作用熵方法并结合MM/GBSA方法对蛋白-配体进行丙氨酸扫描,计算了10个抑制剂小分子与PARP1蛋白及与PARP1蛋白各残基间的相互作用结合自由能并由此获得总的结合自由能.计算结果表明,相比传统MM/GBSA方法,新的计算方法可以显著提高蛋白-配体结合自由能计算的精度,缩小与实验值的误差. 展开更多
关键词 PARP1 抑制剂 mm/GBSA 相互作用熵 结合自由能 分子动力学
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