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分子模拟在生命有机磷化学中的应用

孙命  
【摘要】:用分子模拟的方法研究有机化学问题、揭示有机化学反应机理、解释并预示有机化学实验现象,这种“在计算机上进行的模拟实验”与传统的“有机化学实验”相辅相成,正在成为有机化学研究的重要手段。本论文围绕所属课题组在生命有机磷化学实验研究领域的重要成果,用分子模拟的方法对实验现象的分子机制进行了探讨和理论预测。 在本论文中,我们以5’-TpTpdC-3’作为DNA模型物,用分子对接方法系统研究了具有不同DNA切割活性的相关二肽与DNA分子间相互作用情况,探讨了二肽结构与切割活性的关系,提炼了小肽具有切割活性所必须的结构特征(Key Structure Features)。对设计的新型非肽类切割剂与DNA相互作用情况进行了预测,理论预测结果与实验一致。另外,我们还从丝组二肽与缓冲试剂相互作用的角度,探讨了缓冲试剂竞争性抑制丝组二肽切割活性的可能性,从而对丝组二肽切割作用的缓冲试剂依赖现象做出了理论解释。 本论文从五配位磷中间机制出发,通过对蛋白质数据库的数据挖掘,探讨蛋白激酶-底物分子识别机制和相互作用规律,提出了以底物亲核性O原子(OG)与ATP靶向P原子(PG)间距离为结构特征参数来判断激酶-底物特异性的假设,并用计算机分子模拟的方法模拟了c-AMP依赖的蛋白激酶、磷酸酯酶激酶分别与系列多肽的结合模型,提出了用计算机模拟方法判断蛋白激酶-底物特异性的新思路。结果可能对蛋白激酶-底物特异性以及蛋白激酶抑制剂的研究具有理论指导意义。 分子模拟与传统实验方法相结合已经成为生命有机磷相关科学问题的重要研究手段。尽管理论模拟不能代替实验研究,但是理论模拟与传统实验方法相结合,理论化学家与有机化学家、生物学家、药物学家密切合作,已经成为学科发展,特别是有机化学学科发展的一个必然趋势。


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