基于生物信息学与分子结构的SARS冠状病毒主蛋白酶(SARS CoV Mpro)多肽类抑制剂研究

用冠状病毒基因解析软件系统ZCURVE_CoY2．0，从SARS冠状病毒（TOR2，NC_004718）的RNA基因序列出发，搜索出含有SARS冠状病毒主蛋白酶（SARS CoV M^pro）真实剪切位点的11个八肽，运用分子叠合和分子对接的方法，对11个八肽进行了分析，证明这11个八肽有相似的活性，而且11个八肽中，op4的活性最高．分析认为，op4有望成为抗SARS药物的理想前体．     

甲烷水合物(可燃冰)结构-I的分子间势能的量子化学研究

采用H artree-Fork,4种DFT(BLYP,B3LYP,M PW 1PW 91,SVWN 5)和M P2方法研究了甲烷水合物结构-I的氢键和范德华能.甲烷分子取HF/6-31G(d,p)优化构型,水分子选用ST 2模型.水分子间的氢键能Ehb(l)和甲烷-水分子间的范德华能EvdW(l)作为正十二面体边长l的函数,用HF/6-31G(d,p)和4种DFT方法做计算,保持水分子和甲烷分子的构型不变,在几个关键点上选用M P2方法做了计算.计算中选用6-31G(d,p)基组,分别用完全平衡校正和不完全校正法进行校正,这两种方法给出了基组重叠误差(BSSE)的上限和下限.DFT/B3LYP方法计算的氧-氧距离RO-O=0.280 nm和碳-氧距离RC-O=0.392 nm最接近于实验值0.282 nm和0.395 nm.所有计算方法(HF,DFT,M P2)都表明,甲烷水合物结构-I是一个由超强氢键(30~36 kJ/m o l)组成的稳定结构,其氢键能远大于水分子二聚体和冰I4晶格中的氢键能((-22.6±2.9)kJ/m o l和(-21.7±0.5)kJ/m o l).这些数据为气体水合物的Lennand-Jones和K ihara势能函数提供了基本参数,可用于气体水合物的分子动力学模拟.     

SARS冠状病毒主蛋白酶可切割多肽的搜索与生物信息学的应用

用新近发展的冠状病毒的基因解析软件系统ZCURVE-CoV 1．0和ZCURVE-CoV2．0分析了基因库(NCBI RelSeq project)的27个不同来源的SARS冠状病毒的RNA基因序列，找出了主蛋白酶(CoV M^pre)在聚蛋白ppla和pplab中的297个酶切位点，在此基础上确定的11个SARS冠状病毒主蛋白酶的可切割八肽，这些八肽都含有SARS CoV M^pro的真实切割点，因而是发展SARS CoYM^pro的多肽类抑制剂的适宜出发点,计算了可切割八肽在特异性位点R2、Rl、和Rl上的氨基酸的分布慨率，发现位点R4和R3也有一定的特异性．分析了这些位点上的氨基酸的结构特征，找出了最有希望成为SAPS CoV M^pro的多肽类抑制剂的两个八肽NH2-ATLQ↓AIAS-COOH和NH2-ATLQ↓AENV-COOH，并探讨了对可切割八肽作化学修饰的思路，为SARS CoV M^pro的多肽类抑制剂和非肽类抑制剂的设计提供了基础,同时把生物信息学用于药物开发，探讨了从基因到药物的快捷通道。     

甲烷水合物(可燃冰)结构-Ⅰ的分子间势能的量子化学研究

采用Hartree-Fork,4种DFT(BLYP,B3LYP,MPW1PW91,SVWN5)和MP2方法研究了甲烷水合物结构-Ⅰ的氢键和范德华能.甲烷分子取HF/6-31G(d,p)优化构型,水分子选用ST2模型.水分子间的氢键能Ebb(l)和甲烷-水分子间的范德华能Evdw(l)作为正十二面体边长l的函数,用HF/6-31G(d,p)和4种DFT方法做计算,保持水分子和甲烷分子的构型不变,在几个关键点上选用MP2方法做了计算.计算中选用6-31G(d,p)基组,分别用完全平衡校正和不完全校正法进行校正,这两种方法给出了基组重叠误差(BSSE)的上限和下限.DFT/B3LYP方法计算的氧-氧距离Ro-o=0.280 nm和碳-氧距离Rc-o=0.392 nm最接近于实验值0.282 nm和0.395 nm.所有计算方法(HF,DFT,MP2)都表明,甲烷水合物结构-Ⅰ是一个由超强氢键(30～36 kJ/mol)组成的稳定结构,其氢键能远大于水分子二聚体和冰Ⅰ4晶格中的氢键能((-22.6±2.9)kJ/mol和(-21.7±0.5)kJ/mol).这些数据为气体水合物的Lennand-Jones和Kihara势能函数提供了基本参数,可用于气体水合物的分子动力学模拟.     

氨基酸主成分分析法及在蛋白质结构预测中的应用

用化学计量学的主成分分析(PCA)法计算和分析了4种类型(α型、β型、α／β型和α β型)204个蛋白质的20种氨基酸在主成分中的贡献．研究发现，20种氨基酸在4种类型蛋白质的主成分中的贡献有明显的不同．氨基酸在主成分中的贡献体现了4种类型蛋白质的结构特征，有深刻的物理和化学的内在原因．我们把氨基酸的主成分分析法应用于蛋白质结构类型的预测，对4种类型的蛋白质都取得了满意的结果．使用LOO(leave one out)检验法，4种类型蛋白质的预测正确率分别为：76．9％(α型)、96．7％(β型)、82．2％(α／β型)和78．39／5(α β型)，204个蛋白质的整体正确率为84．3％，高于以氨基酸组成为基础的简单距离和欧几里德距离等方法．     

二氯三苯基磷的能量、红外及拉曼光谱、化学位移和耦合常数的量子化学研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G**方法研究了二氯三苯基磷在分子势能超曲面上的4种稳定结构,计算了结构Ⅰ-Ⅳ的能量、红外及拉曼光谱、原子的化学位移和耦合常数,并作了频率分析,确认存在离子态的四配位磷化合物和三角双锥型的五配位磷化合物.结构Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ是能量的最低点,没有虚频,结构Ⅱ有一个虚频,是一鞍点的过渡态,鞍点结构具有Cl—P—Cl三重轴,3个苯环共平面,结构Ⅲ也有Cl—P—Cl三重轴,苯环呈扭曲螺旋状,能量最低,结构Ⅰ呈离子态、松散状结构,结构Ⅳ呈尖塔状,苯基取螺旋型,为四配位闸型结构,是一复杂的电荷转移体.