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.

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.

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.

有机分子聚集体中振动分辨光谱的激子耦合效应（英文）

光谱是探究分子间相互作用及发光机理的有效手段.本工作采用Frenkel激子模型和量子力学/分子力学(QM/MM)方法系统研究了一系列聚集诱导发光(AIE)体系和传统荧光(非AIE)体系晶态下的吸收、发射光谱.结果表明,分子内电声子耦合(λ)与分子间激子耦合(J)竞争决定了晶态聚集体的光谱特性.在室温下,当J/λ值大于约0.17时,有机分子聚集体光谱的激子耦合效应将表现明显.例如,对于面对面排列的H聚集体,只有考虑激子耦合效应的理论计算光谱才与其实验光谱吻合很好,即相较于单分子光谱的吸收蓝移、发射减弱并红移.对于AIE体系,因为其J/λ值均小于0.17,AIE聚集体光谱特征主要是由分子内电声子耦合所主导,激子耦合可以忽略不计.