基于计算机模拟、自组装和力谱技术的蛋白质分子间相互作用研究

蛋白质是生命的基础,它是生物体内一切功能活动的主要执行者。生物体内的机制大部分是经由蛋白质与蛋白质之间的相互作用而发挥生理功能。基于抗原或抗体的蛋白质分子间的相互作用研究是蛋白质分子间相作用研究的重要领域。本文以胰岛素(INS)和胰岛素降解酶(IDE)、人免疫球蛋白G(人IgG,以下简称抗原)和大鼠抗人IgG蛋白质(以下简称抗体)为模型系统,主要进行了以下几个方面的研究:(1)采用用于生物系统相互作用的二维图形学实验室(2D-GraLab)的分子模拟方法对INS(PDB序列号2jv1)和IDE(PDB序列号2jg4)相互作用进行模拟,以谋求获得蛋白质间相互作用的形式和内涵。结果显示INS和IDE的结合过程中主要存在着溶剂化效应和范德华力相互作用。其中,复合物A链和B链对结合的溶剂化自由能分别做出了-4.288 kcal/mol和-5.495 kcal/mol的贡献。而复合物A链和B链对结合的范德华力相互作用分别做出了-0.199

(本文共141页)

本文目录 |

阅读全文>>

介绍一种教师自制分子间相互作用演示...

(本文共2页)

阅读全文>>

近年来,随着太赫兹时域光谱技术(Terahertz Time-Domain Spectroscopy,THz-TDS)的不断发展,它作为一种快速有效无损检测技术已经将应用扩展到生物、化学、医学和材料等众多领域。晶体中分子间弱相互作用如氢键的拉伸和扭转均落在太赫兹频段,这使得太赫兹振动光谱能够清晰的呈现出晶体中的分子间弱相互作用。而这些作用在晶体工程、高分子材料、制药、生物化学以及生命科学等众多领域都扮演着非常重要的角色。基于密度泛函理论的计算与分析,在太赫兹光谱应用中占据重要的地位,它可以重现晶体的太赫兹实验光谱,从微观角度解释太赫兹振动吸收特征的来源。但目前都只是应用一些浅显的理论进行分析,不能实现对光谱的详细解析。基于此,本文在密度泛函理论计算的基础上使用势能分布(Potential Energy Distribution,PED)和约化密度梯度(Reduced Density Gradient,RDG)方法对一些晶体的太赫...

(本文共129页)

本文目录 |

阅读全文>>

分子间相互作用规律是物理化学研究的基本问题之一,研究缔合溶液中分子间相互作用规律和溶液结构是其重要组成部分,是最具挑战的任务之一。本论文主要借助多种光谱学手段和量子化学计算方法对若干小分子二元体系、离子液体与共溶剂体系的溶液结构和分子间相互作用规律进行研究,重点研究这些体系中的氢键作用、缔合体的存在形式及其在稀释过程中的转化。在方法学上,本论文基于超额红外光谱建立了一种判断二元溶液体系中某个组分是否有两种存在形式的新方法。选择合适的光谱波数范围,使只有该组分在研究区域内有吸收,若该组分有两种存在方式,则超额光谱的基本形状固定,即超额峰和零点的位置不随浓度而变。利用该方法,鉴定出C6F5I-cyclo-C6H12体系中C6F5I存在单体和二聚体两种存在方式。在乙醇和乙腈二元体系中,通过研究O-H的基频、和频和倍频,鉴定出了乙醇二聚体、三聚体、多聚体以及C_2H_5OH-CD_3CN作用体。近红外光谱二维相关同步谱的移动窗口结果显示...

(本文共113页)

本文目录 |

阅读全文>>

有机金属化合物中的分子相互作用在有机化学、生物化学、软物质科学和超分子化学等领域有重要的作用,理解与预测此类相互作用是理论化学研究的重点与热点。在此类分子相互作用中,金属-π分子体系的相互作用尤其受到人们的广泛关注。由于金属-π分子体系的复杂性与多样性,其相互作用的本质仍然有待进一步阐释。基于此,本文开展下列研究工作。第三章将讨论金属阳离子-π相互作用的本质问题。利用本课题组发展的价键能量分解分析(VB-EDA)方法研究了一系列金属阳离子-π复合物(金属阳离子:Li+、Na+、K+、Mg2+和Ca2+;π体系:乙烯和苯),并提出了表征相互作用共价性的指标。结果表明,只有C2H4-Mg2+可以被认为是共价化合物,而其他则属于典型的离子化合物。在研究分子间相互作用的共价性时发现总结合能中非静电相互作用并不总是能用于表征共价性。第四章将对金属与联苯的相互作用进行研究。采用AIM、NBO和本课题组发展的普适Kohn-Sham能量分解方法...

(本文共86页)

本文目录 |

阅读全文>>

在生物过程、药物设计、催化过程和材料化学等领域,分子间相互作用能的计算都是重要内容。利用量子化学方法计算分子间相互作用能则是当前较重要的量子力学方法的应用。在量子化学众多的理论计算方法中,人们因密度泛函方法将HF方法没有考虑的库仑相关近似表现了出来,提高了计算的精度,而多选择此方法应用于相关体系的计算。其中,应用最为广泛的是B3LYP泛函,但由于B3LYP泛函没法准确描述色散作用,所以B3LYP泛函在计算分子间相互作用能方面不太准确,甚至会导致结果完全错误,而色散作用在分子间相互作用能中占有重要的比重。因此,为了解决B3LYP泛函无法处理色散作用的问题,本文通过添加一个色散校正项,提高了 B3LYP计算分子间相互作用的精度。本文用B3LYP泛函结合四种基组计算S66数据库中的分子间相互作用。使用超分子方法,并考虑基组重叠误差进行分子间相互作用力的计算,分析BSSE和基组对分子间相互作用力的影响。根据原子的特性和二聚体的构型关系,...

(本文共74页)

本文目录 |

阅读全文>>