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本论文有三章。第一章氨基乙腈(H2NCH2CN)是Strecker合成甘氨酸分子的中间分子,它与水分子反应涉及氨基酸起源的研究。本文采用量子力学从头计算,MP2计算方法和CCSD(T)计算方法,结合6-311+G(d,p)基组,理论研究H2NCH2CN分子与水分子的反应。研究结果显示,H2NCH2CN分子在气相状态条件下与单个水分子反应是一个极其慢的反应,反应势能垒是255.8kJ·mol-1,自由能垒值为266.3 kJ·mol-1。因此,H2NCH2CN分子作为一种人空分子,可能存在于太空中的一些物质中,包括存在于星际分子云,陨石和小行星等天体物质中。在星际媒介冰颗粒表面上,H2NCH2CN分子与三个水分子成环状反应是最为合适的结构催化反应,其中二个水分子起着催化作用,是该反应的催化剂。在该反应中,三个水分子与反应物分子共同构建氢键桥链,实现协同传递质子作用,降低了该质子转移反应的活化能和活化自由能,分别为78.6 kJ·mol-1和73.1kJ·mol-1(298K)。我们的研究显示纯的水溶剂化效应给该反应没有带来正面效应。在水分子结构催化作用和水溶剂化效应其同影响下,反应H2NCH2CN+H2O→H2NCH2C(OH)NH的反应势能垒是179.8 kJ·mol-1,因此该反应在星际媒介冰颗粒表面上采用分子反应机理形式不容易进行。
多巴胺第二受体(D3R)蛋白是治疗多种疾病的重要靶点,但是,由于其膜蛋白质因素,目前还没有实现获得晶体结构数据。本章的工作以分辨率为2.2A的牛视紫红质蛋白的晶体结构为模板,采用同源模建方法,建立D3R模蛋白。先采用VMD和Discover技术,比对牛视紫红质(rhodopsin)蛋白与D3R蛋白一级序列,同源性为30%。然后,采用同源模建蛋白Sybyl技术,建立D3R蛋白的三维结构。在水环境中,采用Gromacs3.3.1程序,进行动力学优化,得到D3R模蛋白。对接D3R模蛋白与刺桐属配体分子。在对接的D3R蛋白的结合腔中选定一个以药物分子为质心,以半径为6A的空间范围,计算此空间范围内的所有氨基酸残基分别与配体分子的作用能量,即残基/配体的结合能或排斥能,据此得到配体分子与受体蛋白的活性结合位点。该工作初步开展了D3R蛋白模建和应用性的研究。
第三章是收集和建立天然药物分子化合物部分数据库,共收集了1540个天然药物分子化合物的数据,介绍化合物的来源、所收集信息及化合物的搜索及导出。该数据库灵活、方便、实用,针对性强,为药物筛选、药物设计、药物合成、先导化合物的发现等工作提供一些化合物基础。