烷烃小分子溶剂化自由能的快速计算

将ABEEMσπ浮动电荷模型与generalized Born(GB)模型相结合,计算分子的溶剂化自由能.GB模型是一种连续介质模型,计算快速而简单,但是这种模型的计算精度却尚待提高.由于ABEEMσπ浮动电荷模型将分子的电荷区域进行了详细划分,分为原子区域、单键和双键区域、孤对电子区域,而且双键区域又更详细地分为1个σ键和4个π键区域,充分考虑了在外界环境发生变化的情况下,分子内部各个原子电荷重新排布,因而极大地提高了GB模型的计算精度.利用该方法快速准确地计算了几个烷烃小分子的溶剂化自由能.     

应用ABEEMσπ/GB-SA方法估算4个带电二肽的溶剂化自由能

采用B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平优化获得体系的稳定几何结构.在相同的理论水平下,使用SMD溶剂模型,计算这些分子在水溶剂中的溶剂化自由能,并以其作为标准值.将各分子的稳定结构作为初始结构,在298 K、NVT系综下,应用ABEEMσπ可极化分子力场,对氨基酸侧链分子的水溶液进行分子动力学模拟,模拟的时间为1ns.平衡后的结构作为训练集,以调节和确定ABEEMσπ的相关参数,最终得到与从头计算相一致的溶剂化自由能.使用相同的参数,计算带电氨基酸二肽的溶剂化自由能,ABEEMσπ的计算结果与从头计算结果具有良好的一致性,表明该参数具有可转移性,这为研究多肽和蛋白质分子的溶剂化自由能奠定了基础.     

ABEEMσπ/MM模型对蛋白质G_A88/G_B88水溶液动力学性质的研究

应用ABEEMσπ/MM（σπ水平的原子与键电负性均衡方法融合进分子力学）浮动电荷模型以及显性ABEEM-7P水模型,对GA88和GB88两个蛋白质分子进行了分子动力学模拟.分析了2个蛋白质的动力学性质,包括蛋白质的回旋半径、疏水表面积和亲水表面积、各类原子位置的均方根偏差以及氢键分布.通过对比水溶液和真空下2个蛋白质的回旋半径,表明该模型很好地体现了蛋白质的＂电致紧缩＂现象;对疏水表面积和亲水表面积的计算表明,GB88中残基与溶剂的相互作用更强一些;非氢原子位置的均方根偏差及氢键分布情况与实验结构相比较表明,ABEEMσπ/MM浮动电荷模型模拟的GA88和GB88的结构与实验结构有很好的一致性,进而说明该模型的合理性和参数的可转移性.     

发展适合水溶液中氧化鸟嘌呤体系的极化力场

氧化碱基在生物体内的堆积会造成生物体的衰老、病变甚至引发癌症.近年来,人们大力发展极化力场进行生物体系性质的研究,但还没有应用到氧化DNA体系中.本文针对最常见的氧化鸟嘌呤发展了适用于水溶液中氧化鸟嘌呤体系的极化力场,在原ABEEMσπ浮动电荷力场基础上设定了新的电荷守恒条件,并添加和调整了必要的参数.对气相及水溶液中氧化碱基单体、氧化核苷酸与Na+的复合物及气相下氧化核苷酸与Na+和1~10个水的复合物体系进行了电荷计算和动力学模拟.通过对体系电荷及结构的分析证明,新力场适当地考虑了体系的极化效应和电荷转移,并保持了碱基面的平整性,更适合氧化鸟嘌呤体系性质的研究.     

差示扫描量热法确定5种氨基酸的热动力学参数

用差动热分析仪测得Gly、Ala、Val、Leu和Ile的DSC曲线，采用普适积分法和微分方程法通过逻辑选择确定了它们热动力学过程的最可几机理函数F(α)=[-ln(1-α)]^4，f(a)=(1／4)(1-α)[-ln(1-α)]^-3，并计算出相应的热动力学参数，发现热动力学参数随着R基的供电子效应的增强而降低．     

MenCH3-nO-溶剂化自由能和MenCH3-nOH(n=0,1,2,3)在水溶液中酸性次序翻转的理论研究:离散-连续组合模型

采用离散-连续组合模型计算了MenCH3-nOH(n=0，1，2，3)在水溶液中的溶剂化自由能．结果表明．采用离散-连续组合模型计算的溶剂化能正确反映出了甲醇类在水溶液中的酸性次序，尽管存在较大的误差．但其同样表现为-整体的偏差．此外基于离散-连续组合模型可以发现,溶剂效应短程作用和长程作用对甲醇类由气态到水溶液中次序变化均起着重要作用。     

短链蝎毒素BmK38的1H-NMR谱峰归属、二级结构分析及溶液构象

BmK38是最近从东亚钳蝎（Buthus martensi Karsch，BmK）中分离纯化得到的一种短链蝎毒素．应用2D-NMR技术研究BmK38的溶液构象，通过分析其在水溶液中的DQF-COSY、TOCSY和NOESY等1^H—NMR谱，识别了BmK38全部40个氨基酸残基的自旋体系，并通过分析NOESY谱图中dαN、dNN、dβN的联系，完成了序列专一性谱峰归属，标定了全部主链质子和绝大部分侧链质子的化学位移．根据谱峰归属的结果和NMR数据分析了BmK38的二级结构组成并且计算出BmK38的溶液构象．结构计算的结果与前述二级结构的分析是一致的．结果表明，肽段Gln8-Arg17形成α螺旋，而肽段Gly22-Glu29以及Leu32-CYS39构成反平行的口折叠，属于典型的短链蝎毒素的折叠形式．通过与其他OUKTx短链蝎毒素的结构比较，讨论了BmK38的结构特异性以及结构功能的相互关系．     

利用ABEEM/MM模型对气态丝氨酸和苏氨酸残基二肽分子构象的研究

应用ABEEM／MM浮动电荷模型（原子一键电负性均衡方法融合进分子力场）对气态丝氨酸和苏氨酸残基二肽分子构象进行了初步的研究,与经典的力场模型相比,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,合理的体现了分子中的电荷分布。相对其他极化力场模型,该模型具有计算量较小的特点。结果表明：我们模型计算的两种二肽分子的构象能和关键二面角结构与从头计算结果符合得很好,优于其他力场模型。     

配体和受体间的结合自由能的计算方法

精确地预测配体和受体间的结合自由能是计算化学中最重要的问题之一.首先,从未知受体三维结构和已知受体三维结构2个角度出发,评述计算配体和受体间结合自由能的各种方法及其优缺点;其次,分析计算结合自由能过程中长期存在问题与挑战,包括势能函数模型和溶剂化模型的合理建立,配体与受体结合过程中平动熵、转动熵、构型熵变化的精确计算;最后,研究应用ABEEM/MM力场结合GBSA和LIECE方法进行结合自由能的计算.     

电子转移反应中分子理论的溶剂自由能和外氛重组能

考虑到溶剂分子的非线性效应，应用Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ原理解释了外氛溶剂重组能，对电荷分离的反应，采用计算机模拟数据得到了一个合理的自由能计算模式，并用此模式计算了反应物和产物状态的重组能，结果表明，当能量差偏离平均很远时，必须考虑自由能高次项的修正，即溶剂分子的非线性效应。     

印迹膜测序法分析结核分枝杆菌抗原蛋白

把WesternBlot技术分析抗原抗体反应的高度特异性与用PVDF膜作载体进行蛋白质氨基酸序列分析的高度敏感性相结合对结核分枝杆菌 (Mycobacteriumtuberculosis,TB)的特异性、保护性抗原进行筛选和分析鉴定 ,获得了分子量为 31KDa、30KDa的抗原 这两种抗原与抗结核分枝杆菌的单克隆抗体和结核病人血清均发生阳性反应 ,而与正常小鼠血清和健康人血清呈阴性反应 用印迹膜测序法测出 31KDa抗原蛋白的N 末端序列为AlaGluValAspTrpLeuValPheAlaValSerTrpProValGly ,30KDa蛋白序列为PheSerArgProGlyLeuProValGluTry 印迹膜测序为分子生物学研究提供了一种有效的新途径     

结核分枝杆菌特异性抗原的N末端氨基酸序列分析

把ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔ分析抗原抗体反应的高度特异性与ＰＶＤＦ膜作为载体进行蛋白质氨基酸序列分析的高度敏感性相结合对结核分枝菌的特异性抗原表位刊物筛选和分析鉴定,获得了一个分子质量为３１ｋｕ,Ｎ末端为ＡｌａＧｌｕＶａｌＡｓｐＬｅｕＶａｌＰｈｅＡｌａＶａｌＳｅｒＴｒｐＰｒｏＶａｌＧｌｙ的结核分枝杆菌抗原。     

HIV-1病毒中NCp7锌指区域和配体的电荷分布研究

采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法,优化了4个锌指蛋白分子和31个模型分子的几何构型,使用HF/STO-3G计算了优化后体系的Mulliken电荷分布.使用线性回归和最小二乘法,拟合确定了ABEEMσπ参数(包括参考电荷,价态电负性和价态硬度).使用ABEEMσπ参数,计算获得了4个锌指蛋白和11个配体的电荷分布.ABEEMσπ方法所计算的电荷分布与从头计算方法的线性相关方程斜率k接近1.000,截距b接近于0.000,线性相关系数R在0.943 4以上.由此可见,ABEEMσπ方法与从头计算方法相比有很好的一致性.验证了笔者所拟合的ABEEMσπ参数是合理的和可转移的,可应用于类似体系的电荷分布的计算.     

不同染色体倍性滇韭和多星韭的抗逆性初探

以不同染色体倍性的滇韭和多星韭为材料,对其抗逆性进行了比较.结果表明:滇韭和多星韭的二倍体SOD酶与POD酶活性均比四倍体的高,MDA的含量比四倍体的低,而四倍体叶中脯氨酸的含量比二倍体的高.就叶中总氨基酸的组成而言,二倍体和四倍体均以天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸为主要组分,但各氨基酸的含量也有一定的差异.这表明不同染色体倍性的滇韭和多星韭可能存在不同的抗逆性机制.     

虚拟筛选竞争性抑制NDRG3与L-Lactate结合的小分子研究

竞争性抑制NDRG3(N-myc downstream regulated gene 3)蛋白与L-Lactate结合可有效阻遏NDRG3介导的低氧反应. 文中通过同源模建技术构建NDRG3蛋白的三维结构,并将L-Lactate对接到NDRG3蛋白的潜在活性位点中,发现L-Lactate主要通过与Asn133、Ala162、His163、His164、Ser235、Pro236及Ala237等氨基酸相互作用结合于NDRG3. 对近3 000个化合物进行虚拟筛选,选择4种竞争性抑制最强的化合物作为参考分子分析相互作用关系,结果发现:部分化合物和不同氨基酸能够通过不同的作用力与NDRG3蛋白结合,占据NDRG3蛋白的活性位点,从而竞争性抑制L-Lactate与NDRG3蛋白结合. 例如,它们能够与Lys139、Asp143、His163、Arg203产生静电作用;它们与His163形成-堆积作用;它们与Phe165、Ala237等产生疏水作用;它们与Asn133、Asp135、Gly140、Arg203、Ser235、Ala237等形成氢键作用. 以上数据表明:这些化合物可能成为阻遏NDRG3介导的低氧反应及靶向治疗低氧诱导疾病的候选药物.     

应用ABEEM_(σπ)模型研究非金属硼化物的电荷分布

通过大量量子化学计算,拟合确定了非金属硼化物体系模型分子的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到ABEEMσπ模型中计算非金属硼化物模型分子的电荷分布,计算结果显示,ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布与从头算计算的电荷分布都有很好的一致性.还计算了测试分子的电荷分布从而验证了ABEEMσπ参数的可转移性,电荷分布变化的规律是在BF3,BCl3,BBr3,BI3分子中B原子电荷逐渐减小,F,Cl,Br,I原子电荷逐渐增大.ABEEMσπ模型可以很好地应用于非金属硼化物的结构和性质的分析.     

大亚湾沉积物中氨基酸的垂直分布——沉积物柱样W9中的水解氨基酸和游离氨基酸

目的：研究沉积物中水解和游离氨基酸的垂直分布特征。方法：采集60 cm大亚湾柱状沉积物样品，每2cm为一层分割，用反相高效液相色谱法分析每层样品中的水解和游离氨基酸含量，对分析结果进行曲线拟合的相关分析。结果：15种游离氨基酸和水解氨基酸中的丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸含量的对数值与深度之间存在显著的线性关系；中性氨基酸甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸的水解和游离氨基酸含量之间存在显著的相关关系。结论：15种游游离氨基酸和6种中性水解氨基酸的垂直分布可用指数方程来描述；中性水解氨基酸和游离基酸之间存在显著的相关性。     

Distal residues in the oxygen binding site of haemoglobin studied by protein engineering

The geometries of the Fe-O2 and Fe-CO bonds in myoglobin and haemoglobin differ significantly from those in free porphyrin model compounds. It has been suggested that steric hindrance by Val-E11 and His-E7 and a hydrogen bond between His-E7 and oxygen affect the geometry and electronic state of the Fe-ligand bond, and that these interactions may be important in controlling oxygen affinity. We have produced mutant haemoglobins in E. coli having Val(67 beta)E11 replaced by Ala, Met, Leu or Ile and His(58 beta)E7 by Gln, Val or Gly. We have studied the effect of these mutations on the equilibrium and kinetics of ligand binding. The conformation of the new side chains and their effect on the protein structure have been examined by X-ray crystallography, and the vibrational properties of the Fe-CO bond observed by resonance Raman spectroscopy. We found that the steric hindrance of ligand binding by the E11 residue and the polarity of the E7 residue in the beta subunit are critical for fine-tuning ligand affinity.