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基于几何约束的蛋白质-配体准确结合自由能计算 被引量：5
1
作者 付浩浩 陈淏川 +2 位作者 张宏 邵学广 蔡文生 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第4期472-480,共9页
蛋白质-配体的结合过程伴随着复杂的结构变化,在分子模拟可及的时间尺度内难以完全捕获,这使得准确估计蛋白质-配体的结合自由能十分困难.一种有效的解决途径是采用几何约束减小需要采样的构象空间,再通过后处理方式扣除约束的影响.本... 蛋白质-配体的结合过程伴随着复杂的结构变化,在分子模拟可及的时间尺度内难以完全捕获,这使得准确估计蛋白质-配体的结合自由能十分困难.一种有效的解决途径是采用几何约束减小需要采样的构象空间,再通过后处理方式扣除约束的影响.本文综述了三种几何约束策略——漏斗状约束、球形约束和七自由度约束与自由能计算算法结合准确计算结合自由能的原理和进展,重点概述理论严谨的七自由度约束的最新进展以及与Alchemistry或重要性采样方法的联用策略,最后,讨论了如何针对不同体系选择合适的计算策略以及蛋白质-配体准确结合自由能计算在药物设计等领域中的挑战和前景,并提出了将上述方法进一步运用于研究更复杂的蛋白质-蛋白质问题的可能性. 展开更多
关键词 蛋白质-配体 结合自由能 分子模拟 自由能微扰 重要性采样
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自由能计算方法及其在生物大分子体系中的适用性问题 被引量：7
2
作者 张志森 王琦 陈尔余 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期854-863,共10页
本文总结了计算科学领域中被广泛使用的自由能计算方法,详述了各种自由能计算方法的基本原理、操作过程以及所具有的特点,并在最后对各种方法在生物大分子体系中的适用性做了概括,以期使读者在自由能相关研究工作中,根据自身研究体系和... 本文总结了计算科学领域中被广泛使用的自由能计算方法,详述了各种自由能计算方法的基本原理、操作过程以及所具有的特点,并在最后对各种方法在生物大分子体系中的适用性做了概括,以期使读者在自由能相关研究工作中,根据自身研究体系和研究目的,选择合适的计算方法开展研究工作. 展开更多
关键词 自由能计算 生物大分子 UMBRELLA Sampling free energy perturbation Jarzynski EQUALITY Matadynamics
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自由能微扰法用于α-环糊精对氨基酸的手性识别研究 被引量：5
3
作者 丁厚强 蔡文生 邵学广 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期584-586,共3页
利用基于NAMD的自由能微扰方法(free energy perturbation,FEP)计算了α-环糊精与4种氨基酸对映体的相对结合自由能。结果表明：计算结果与实验结果可得到相同的结论,即α-环糊精对L型氨基酸具有较高的选择性,且识别能力的顺序与实验结... 利用基于NAMD的自由能微扰方法(free energy perturbation,FEP)计算了α-环糊精与4种氨基酸对映体的相对结合自由能。结果表明：计算结果与实验结果可得到相同的结论,即α-环糊精对L型氨基酸具有较高的选择性,且识别能力的顺序与实验结果也基本一致。因此,相对结合自由能计算可作为α-环糊精对氨基酸对映体手性识别的依据。 展开更多
关键词 自由能微扰法 Α-环糊精 氨基酸 手性识别
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自由能微扰法研究系列烷基芳基磺酸盐的胶束化焓-熵补偿现象 被引量：3
4
作者 刘国宇 顾大明 +3 位作者 刘海燕 丁伟 李钟 程杰成 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第1期11-16,共6页
为了研究不同结构的表面活性剂分子在水溶液中的胶束化焓-熵补偿现象,采用自由能微扰(FEP)法计算了系列烷基芳基磺酸盐的溶剂化自由能,并根据胶团化过程的质量作用模型讨论了相关热力学性质.结果表明:自由能微扰法得到的溶剂化自由能大... 为了研究不同结构的表面活性剂分子在水溶液中的胶束化焓-熵补偿现象,采用自由能微扰(FEP)法计算了系列烷基芳基磺酸盐的溶剂化自由能,并根据胶团化过程的质量作用模型讨论了相关热力学性质.结果表明:自由能微扰法得到的溶剂化自由能大小与用传统热力学表面张力法测定的吉布斯自由能相近,能够用于比较不同结构的烷基芳基磺酸盐间胶束化能力;烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的,且存在焓-熵补偿现象,补偿温度范围均在(302±2)K;随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动,胶束化能力和胶束的稳定性均下降;而随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加,形成胶束的能力与稳定性均提高. 展开更多
关键词 烷基芳基磺酸盐 胶束化 自由能微扰 溶剂化自由能 焓-熵补偿
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Hydroxamate类抑制剂与MMP—3的结合自由能的计算 被引量：2
5
作者 章威 侯廷军 徐筱杰 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2001年第12期2116-2121,共6页
用自由能微扰方法(FEP)计算了两种hydroxamate类的抑制剂和MMP-3的相对结合自由能.在计算中,对于催化区的锌离子与其共价结合的配体(包括抑制剂和组氨酸)采用了键合的模型,抑制剂和周围配体的部分电荷的计算采用两步静电势收敛方法.自... 用自由能微扰方法(FEP)计算了两种hydroxamate类的抑制剂和MMP-3的相对结合自由能.在计算中,对于催化区的锌离子与其共价结合的配体(包括抑制剂和组氨酸)采用了键合的模型,抑制剂和周围配体的部分电荷的计算采用两步静电势收敛方法.自由能计算采用了慢增长(Slow growth)和固定窗口增长(Fixed width window growth)两种方法,并且在每次计算中都采用了双向采样(Double-wide sampling)的策略.两种方法计算得到的相对结合自由能都能和实验值很好的符合.同时从动力学模拟的得到的分子轨迹得到了抑制剂和受体之间相互作用模式,抑制剂的P1部分可以和受体的S1′口袋形成很强的范德华和疏水相互作用,P1上的苯环可以和Tyr223上的苯环形成较好的π键堆积相互作用. 展开更多
关键词 自由能微扰 MMP-3 STROMELYSIN-1 hydroxamate类抑制剂 抗癌药物 药物设计 结合自由能 结构
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微扰理论及其应用研究进展 被引量：1
6
作者 刘晓瑭 刘华鼐 孙命 《湛江师范学院学报》 2003年第6期50-54,100,共6页
微扰理论是统计热力学中重要的方法体系.该文在简要说明微扰理论的基础上,重点概述了自由能微扰法应用于药物分子设计中的原理、方法等应用研究,同时扼要介绍了微扰理论在化学其它领域中的应用.
关键词 统计热力学 自由能 微扰理论 药物分子设计 应用 研究进展
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自由能微扰法计算酶和抑制剂的相对结合自由能 被引量：1
7
作者 章威 侯廷军 徐筱杰 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期13-14,共2页
用自由能微扰方法(FEP)计算了2种hydroxamate类的抑制剂和MMP-2的相对结合自由能,自由能计算采用了慢增长(Slow Growth)和固定窗口增长(Fixed Width Window Growth)2种方法,并且在每次计算中都采用了双向采样(double-wide sampling)的策... 用自由能微扰方法(FEP)计算了2种hydroxamate类的抑制剂和MMP-2的相对结合自由能,自由能计算采用了慢增长(Slow Growth)和固定窗口增长(Fixed Width Window Growth)2种方法,并且在每次计算中都采用了双向采样(double-wide sampling)的策略,2种方法计算得到的相对结合自由能都能和实验值很好地符合。 展开更多
关键词 自由能微扰 MMP-2 GELATINASE-A hydroxamate类抑制剂 抗癌药物 药物设计 相对结合自由能 水解酶
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结合自由能微扰积分法及其在药物研发中的应用 被引量：1
8
作者 甘雨满 刘永宏 刘锴 《广西科学》 CAS 2020年第5期493-502,共10页
以分子动力学为基础的泊松-玻尔兹曼(或广义玻恩)分子表面法(Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann(or Generalized Born)Surface Area,MM/PB(GB)SA)在药物研发过程中取得巨大成功。与MM/PB(GB)SA计算相比,结合自由能微扰积分法通过... 以分子动力学为基础的泊松-玻尔兹曼(或广义玻恩)分子表面法(Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann(or Generalized Born)Surface Area,MM/PB(GB)SA)在药物研发过程中取得巨大成功。与MM/PB(GB)SA计算相比,结合自由能微扰积分法通过构建严谨的热力学循环,可对结合自由能进行精确计算,但因为其计算量巨大,所以在实际中应用相对较少。近年来,随着高性能计算机的发展和动力学模拟技术的革新,基于结合自由能微扰积分法的结合自由能计算逐渐成为研究热点。本文简要介绍了以分子动力学为基础的结合自由能微扰积分法的计算过程及其相关联的限制势增强动力学采样技术,并通过具体的实例展现结合自由能微扰积分法在药物研发中的应用前景。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 自由能计算 微扰积分法 热力学循环 药物设计
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系列烷基芳基磺酸盐的自由能微扰计算
9
作者 史鹏 刘宏彬 +3 位作者 丁伟 于涛 曲广淼 栾和鑫 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期57-62,共6页
采用分子动力学的方法模拟了9种系列烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用。利用自由能微扰方法计算了9种结构的水合自由能,结果表明:随着芳环向长烷基链的中间位置移动,胶束化能力下降,随着芳环上长烷基链碳数的增加、... 采用分子动力学的方法模拟了9种系列烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用。利用自由能微扰方法计算了9种结构的水合自由能,结果表明:随着芳环向长烷基链的中间位置移动,胶束化能力下降,随着芳环上长烷基链碳数的增加、随着芳环上短烷基链个数的增加和短烷基链碳数的增加,胶束化能力提升;通过对自由能的力的分解和原子对的径向分布函数分析,揭示了胶束的驱动力是疏水效应综合作用的结果;根据氢键的图形定义,分析了系列表面活性剂极性头与周围水分子的氢键相互作用,发现氢键的数目能增强或者减弱分子脱离胶束体的趋势,进而影响胶束的稳定性;同时计算了水分子中氢键的生存周期。 展开更多
关键词 烷基芳基磺酸盐 自由能微扰法 分子动力学模拟 氢键
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部分力偏倚蒙特卡罗方法和它在计算相对自由能中的应用
10
作者 倪向善 陈润生 石秀凡 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第2期309-313,共5页
提出了一种部分力偏倚蒙特卡罗模拟方法,其中力偏倚仅用于体系中每个分子质心的平动而不用于分子的转动.此方法的总体效益较之先前几种方案为佳,同时报导了该方法在自由能微扰计算中的具体应用.
关键词 蒙特卡罗模拟 部分力偏倚 自由能
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