抗菌肽HP(2-20)与POPE脂膜相互作用的分子动力学模拟

作为传统抗生素有力的候选者,抗菌肽是先天免疫体系中的重要组成成分.抗菌肽从起初的接触至随后稳定地吸附到细菌CC的质膜之上,是抗菌肽发挥其抗菌功能的关键初始事件.为揭示这一尚未明了的过程,文中使用分子动力学模拟方法,通过构建抗菌肽HP(2-20)与POPE脂双层的体系,模拟了HP(2-20)与POPE脂膜间的非特异相互作用.结果表明:抗菌肽的N端最先与脂膜接触,随后抗菌肽将维持一种倾斜的姿态,经历一个旋动插入脂膜的过程;同时,抗菌肽将束缚膜上与其邻近的磷脂分子的运动,导致膜的不均匀性,增强脂膜磷脂分子的无序波动,为其它自由的抗菌肽分子更深的插入提供了机会.     

白蛋白和石墨烯的结构及其相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法分析研究了白蛋白与石墨烯表面的相互作用.分子模拟过程采用Gromacs软件进行运算及数据采集分析,并采用VMD软件实现结构的可视化.首先,建立周期边界条件,在边长为9 nm的有限空间中采用恒温恒压系综,对ffgmx力场条件下的白蛋白原始真空构象进行优化,使其在水相中达到平衡态.然后,以水相中得到的稳定的白蛋白作为模型,构建与石墨烯相互作用的总体构象及界面.最后,在周期性边界条件下,经过500 ps的动态过程,完成了白蛋白在石墨烯表面的吸附.对能量、残基轨迹、扭转角等数据进行分析总结,确定了白蛋白在石墨烯表面的吸附位点为白蛋白序列中90~97号肽段90ALA-91GLY-92ILE-93THR-94SER-95ASP-96PHE-97TYR.     

Aβ_(37-42)形成二聚体的分子模拟研究

阿尔茨海默症是一种神经退行性疾病,多发病于老年人群.该疾病不但严重影响患者的健康及正常生活,还给患者家属带来极大痛苦.因此治疗该疾病成为科学界急欲攻克的难关.而治疗的基础是解析病理,大量研究表明该病患者脑内有大量纤维状Aβ蛋白质聚集物.因此研究Aβ蛋白质如何聚集是解析病理的关键.同时预防和阻止Aβ蛋白质聚集也成为治疗阿尔茨海默症的一种可选方案.本文即选取Aβ蛋白质片段,以分子动力学模拟方法,详细分析其形成稳定二聚体的完整过程.研究发现该蛋白质片段上残基侧链之间的疏水作用促使两个Aβ37-42单体相互靠近,其间会形成多种非稳态中间体,其结构经过不断调整最终才形成稳定的二聚体结构.该结构调整过程对形成稳定的二聚体结构非常重要.在此过程中两条肽链主链形成氢键的个数逐渐增加,同时伴随形成了新的残基侧链之间的相互作用.研究发现在二聚体形成的全过程中Ile41和Ala42均起到不可忽视的作用.Ile41由于其侧链具有疏水性且体积相对较大,可通过其疏水作用力促使两个单体相互靠近.而Ala42在后期结构调整中发挥了一定作用,稳定了二聚体的结构.该研究有助于更好地理解Aβ蛋白质聚集特别是其形成二聚体的过程,同时也为防治Aβ蛋白质聚集提供了一些理论依据.     

CO2与水表面相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了CO₂分子与水表面的相互作用,发现CO₂分子会被水的表面束缚一段时间,给出了CO₂在水气界面两侧的概率分布以及平均束缚时间和浓度等随温度的变化趋势,还估算得出风对水气界面与CO₂作用的影响有限.所得结果对于深入认识海气间CO₂的传输机制有一定的指导意义.     

1-(2-羟乙基)-2-烷基咪唑啉缓蚀剂在铁表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法,分析液相条件下6种不同烷基链长的1-(2-羟乙基)-2-烷基咪唑啉缓蚀剂在Fe(001)表面的吸附.结果表明:6种缓蚀剂分子的极性头基均会吸附在铁表面,且头基中的咪唑环在铁表面上近似平行吸附,而分子的烷基碳链则背离金属表面,并以一定的倾角指向液相;随分子烷基链长的增加,缓蚀剂与铁表面的结合强度逐渐增大,同时缓蚀剂膜的致密性也逐渐增大;模拟的6种缓蚀剂分子缓蚀性能与实验结果吻合.     

高温下2,4,6-三硝基甲苯(TNT)热分解动力学模拟

应用分子动力学模拟方法研究了2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在纯高温下的分解机理,研究结果表明TNT初始分解机理主要为C-NO2键的断裂和NO2-ONO重新排列导致O-N键发生断裂,然后发生H原子转移反应形成H2O,HONO和HO分子;通过对TNT热分解反应物和生成物的研究结果表明N2和H2O分子是TNT分解过程中最稳定的生成物,NO2,NO和HONO分子为TNT热分解过程中的中间产物;在高温4500K,CO,H2,CO2和OH分子出现的频率逐渐提高,表明这几种分子在高温下更容易形成.     

CDK5与喹啉酮类抑制剂相互作用的分子模拟研究

本文采用分子对接、分子动力学模拟(MD)和结合自由能计算等方法研究了3种喹啉酮类抑制剂与CDK5的相互作用,并且分析和讨论了药物与其周围残基之间的氢键和疏水作用.模拟结果还表明M1和M2与CDK5的结合模式很相似,但残基分解分析表明残基Ile10对于区分M1和M2之间不同的生物活性起到关键的作用.然而,M3的结合模式与M1或M2相比却有一些不同,其中它与残基Asn144之间的静电作用在结合过程中起到了关键的作用.本文的工作对于以后设计新型的有较高选择性的CDK5抑制剂具有一定的指导意义.     

湿度对O2在乙烯-乙烯醇共聚物中扩散影响的分子模拟

采用分子动力学和巨正则Monte Carlo模拟相结合的方法研究湿度对乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)玻璃化转变温度和O2扩散性能的影响.结果表明:高相对湿度(100%)条件下EVOH的玻璃化转变温度比低湿度(0)条件下的下降了80～100 K.低湿度时,EVOH对O2具有较好的阻隔效果;高湿度时,O2在EVOH内的扩散变快,不利于在食品包装材料中的应用.在使用EVOH作为食品保鲜材料时要注意保持空气干燥.     

抗菌活性肽与细菌染色体DNA的相互作用机理

利用家蝇幼虫抗菌肽通过紫外光谱和荧光光谱方法研究了抗菌活性肽与细菌染色体DNA的相互作用机制,并以溴化乙锭为荧光探针,分析了抗菌肽MDL-1结合大肠杆菌DNA的作用方式,探讨其作用模式,即:抗菌肽MDL-1与DNA之间存在静电作用、沟槽作用和一定的嵌入作用,计算出抗菌肽MDL-1与DNA的结合常数和成键位点数.     

BRC2基元的合成及与靶肽p53(171-192)的相互作用

乳腺癌易感基因2(Breast Cancer Susceptibility Gene 2,BRCA2)是能抑制细胞发生恶变的关键基因.p53蛋白是参与细胞过程的主调控蛋白,p53蛋白要想行使其功能,则需要BRCA2及其产物对p53进行调控.选择BRCA2中的BRC2重复基元,用Fmoc固相合成法合成了BRC2及其3个片段.通过反相高效液相色谱(RPHPLC)和质谱对其进行表征,得到纯度大于90%的目标肽链.利用圆二色谱法初步探究了BRC2及其3个片段与靶肽p53(171-192)的相互作用.结果表明,BRC2的3个肽片段中,片段NEVGFRGFYSAHG在BRC2肽行使其功能中起着主要的作用.     

利用分子动力学模拟水和盐在磺化聚苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯膜内的扩散行为

为了深入探究磺化聚苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(S-SEBS)膜脱盐机理,采用分子动力学(MD)模拟研究了S-SEBS膜的微观结构及水和盐在膜内的扩散行为,对比不同盐浓度条件下水分子和盐离子在膜内的扩散系数。研究结果发现,水分子和盐离子在膜内有特定的位置分布和不同的扩散性能。水分子在膜内亲水区聚集成团簇,当膜内含水率较高时,水分子在膜内易形成连续的纳米传递通道;Na+由于强静电吸引作用与磺酸根之间的距离较近,Cl-则由于静电排斥作用远离磺酸根。H2O、Cl-和Na+的扩散系数均随着料液浓度的增加而减小,并在同一体系下按H2O、Cl-和Na+顺序由大到小排列,这与水和盐的尺寸、电荷效应及膜的微观结构有关。盐离子在聚合物膜内以水合离子的形式存在,减小了自身在膜内的有效自由体积,增大了传质阻力,从而增大了S-SEBS膜对水分子和盐离子的扩散选择性,这对获得高盐截留率有至关重要的作用。     

小鼠LEAP-2基因的克隆及其真核表达质粒的构建

从小鼠肝中提取总RNA,采用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）方法,获得了mLEAP-2基因编码区的cDNA,扩增出小鼠肝表达抗菌肽-2（mLEAP-2）成熟肽基因片段,重组入克隆载体pUCm-T,经DNA测序,该基因为120 bp,编码40个氨基酸。用限制性内切酶切下目的基因,插入毕赤酵母表达载体pPIC9中,构建成表达载体pPIC9-LEAP-2。重组毕赤酵母表达载体pPIC9-LEAP-2的结构,可望获得超量表达的高活性肝表达抗菌肽-2,为研制具有抗菌活性的新型基因药物奠定基础。     

基于HP Eesof的SAW谐振器的模拟研究

阐述了声表面波（SAW）陀螺谐振器的模拟、数学建模与推导、双端谐振器等效电路的S参数仿真等方面的研究。     

2-苯胺基-3-氨乙基喹唑啉-4（3H）-酮（Q）与牛血清白蛋白的相互作用

应用荧光光谱研究了2-苯胺基-3-氨乙基喹唑啉-4（3H）-酮（Q）与牛血清白蛋白（BSA）间的结合作用．确定了2-苯胺基-3-氨乙基喹唑啉-4（3H）-酮（Q）对牛血清白蛋白的荧光猝灭过程的猝灭机理,测定了不同温度下该结合反应的结合常数,结合位点数及热力学参数．     

5-氯-2-(4-氯-苯氧基)-苯酚的合成

以对二氯苯为起始原料,经过乙酰基化、醚化、过氧乙酸氧化、水解得到5-氯-2-(4-氯-苯氧基)-苯酚,改良后的工艺使终产品收率达32.9%,醚化反应改用氢氧化钾代替碳酸钾与对氯苯酚反应制备亲核试剂,均三甲苯代替二甲苯为溶剂,醚化产物收率达到69.2%。氧化反应使用乙酸酐与过氧化氢(w=0.30)反应制备氧化剂,乙酸为溶剂,氧化反应收率达到72.7%。     

考虑动力相互作用的变电站数值模拟和损伤评估

基于主-子结构动力相互作用机理、隐式动力学数值模拟分析及振动台试验,对考虑主-子结构相互作用的变电站结构体系的抗震性能及破坏模式开展了系统研究,分别从内力、位移、加速度等多方面进行了结构体系的地震反应分析,得到了电气设备与主体结构的相互作用机理及电气设备的动力放大系数,并定量分析了动力特性和地震响应值;提出了主体结构的抗震性能目标;基于位移修正系数法建立了变电站主体结构的层损伤评估模型和整体损伤评估模型,并通过振动台试验验证了所提出损伤评估模型的正确性.研究结果对同类生命线工程和具有复杂设备工业建筑的抗震设计和震损评估具有重要借鉴作用.     

AlPO_4-20及其杂原子分子筛的合成研究

本文合成了 AlPO_4-20及含硼,硅杂原子的分子筛,即 BAPO-20和SAPO-20,给出了适宜的相图范围,并对合成条件进行了讨论。用 X 射线粉末衍射方法测定了这些分子筛晶胞参数的差别。并用电子探针方法证实了杂原子的存在,同时发现了杂原于引起的红外光谱特征,用这些结果证实了硼及硅杂原子已经进入了 AlPO_4-20分子筛骨架结构。     

Simulation on Dynamic Bending Features of Fabric Based on Fluid-Solid Interaction Technique

This paper is devoted to the two-dimensional nonlinear modeling of the fluid-solid interaction (FSI) between fabric and air flow, which is based on the Automatic Incremental Dynamic Nonlinear Analysis (AIDNA)-FSI program in order to study the dynamic bending features of fabrics in a specific air flow filed. The computational fluid dynamics (CFD) model for flow and the finite element model (FEM) for fabric was set up to constitute an FSI model in which the geometric nonlinear behavior and the dynamic stress-strain variation of the relatively soft fabric material were taken into account. Several FSI cases with different time-dependent wind load and the model frequency analysis for fabric were carried out. The dynamic response of fabric and the distribution of fluid variables were investigated. The results of numerical simulation and experiments fit quite well. Hence, this work contributes to the research of modeling the dynamic bending behavior of fabrics in air field.     

氩蒸气均匀核化率的分子动力学模拟

从分子动力学方法出发,对氩蒸气均匀核化过程进行了模拟,并分别采用经典均匀成核理论(CNT)预测、Cluster分析以及平均第一次出现时间(MFPT)3种方法进行了成核率计算.模拟结果表明,在相同条件下,Cluster分析法及MFPT方法得到的成核率在同一个数量级,而CNT预测的成核率比Cluster分析法及MFPT方法得到的成核率小3个数量级,其差异可由推导CNT成核率时对Cluster所做的平衡热力学假定进行解释.3者得到的临界Cluster分子数均为20左右.由Cluster分析方法可知,成核率随冷却脉冲强度增大而增大,这与实际均匀核化过程一致.