銅鋅離子與Aβ肽鏈的結(jié)合與調(diào)控及小分子在DNA堿基上的吸附與分離.pdf

1、本文研究?jī)?nèi)容分兩大部分。第一部分是有關(guān)致人體產(chǎn)生老年癡呆癥的Aβ肽鏈在金屬誘導(dǎo)下的誤折疊及藥物的調(diào)控機(jī)理探討。通過(guò)對(duì)CQ及其衍生藥物、金屬離子和肽鏈、金屬離子與藥物、金屬離子與肽鏈藥物三者復(fù)合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)復(fù)合物中金屬離子與藥物、肽鏈之間的結(jié)合能計(jì)算及對(duì)復(fù)合物中銅離子上電荷的分析發(fā)現(xiàn)，Cu2+與藥物或肽鏈結(jié)合后，Cu2+上的正電荷會(huì)大大減少并接近+1，并以穩(wěn)定的Cu+離子的形式存在。金屬離子和肽鏈之間的結(jié)合能數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)肽鏈P10，P

2、20，P22，P25和P27與金屬離子Cu2+，Cu+，或Zn2+與其結(jié)合形成復(fù)合物的時(shí)候，結(jié)合強(qiáng)度最大的金屬離子(M)是Cu2+，其次是Zn2+，最后是Cu+。在有藥物(D) CQ、CQ-1、CQ-2或CQ-3的情況下，三種金屬離對(duì)于同一種藥物分子和同一種肽鏈結(jié)合比較顯示，依然還是Cu2+最強(qiáng)，Zn2+次之，Cu+最后。同樣，研究發(fā)現(xiàn)金屬離子單獨(dú)和藥物分子CQ、CQ-1、CQ-2、CQ-3的結(jié)合強(qiáng)度也滿足上述規(guī)律。加上肽鏈P以后，M-

3、D的結(jié)合能在不同程度上有所減小，但是同一種藥物對(duì)于金屬離子的選擇性結(jié)合規(guī)律沒(méi)變，還是Cu2+優(yōu)先，Zn2+次之，Cu+最后。最后，我們以復(fù)合物PM-CQ的結(jié)合能為比較的對(duì)象，對(duì)設(shè)計(jì)好的藥物CQ-1，2，3進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CQ-3效果最好，CQ-2次之，CQ-1最差。為了對(duì)藥物的構(gòu)效關(guān)系得到更細(xì)節(jié)上的認(rèn)識(shí)，本文還對(duì)CQ-1，2，3的三種取代基-H，-CL，-NO2的電負(fù)性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)取代基的電負(fù)性越大藥物的效果可能就越好。希望該工作

4、的開展能為日后老年癡呆癥(AD)的新藥設(shè)計(jì)提供一個(gè)指導(dǎo)思路和探索方向。
　　第二部分是有關(guān)溫室氣體如CO2等的吸附分離及吸附材料的模擬和預(yù)測(cè)問(wèn)題。由于現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展，大量的溫室氣體被排放到大氣中，導(dǎo)致城市空氣污染日益嚴(yán)重。在溫室氣體排放中，CO2無(wú)疑是一重要角色，因此如何將CO2與其他氣體H2和N2分離開來(lái)就變得至關(guān)重要。近期Rosi課題組新合成的Zn-腺嘌呤多孔吸附的MOF材料被開發(fā)出來(lái)用于對(duì)混合氣體的吸附。
　　基于用

5、DNA堿基（對(duì)）作為骨架構(gòu)建新型金屬有機(jī)骨架納米吸附材料(MOFs)的剛性、自然的組裝及氫鍵配對(duì)、多金屬結(jié)合位點(diǎn)、生物可溶性等眾多優(yōu)點(diǎn)，本文用M062X/6-31+G*方法探討了腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)及其堿基對(duì)(AT、GC)以及金屬鋅的復(fù)合物(AAA-Zn2+，AAT-Zn2+和GGC-Zn2+)對(duì)混合小分子H2、N2、CO2的吸附情況，系統(tǒng)研究了這些堿基（對(duì)）及復(fù)合物與H2、N2、CO2小分子之間的相

6、互作用模式及吸附強(qiáng)度，預(yù)測(cè)了這些工業(yè)廢氣中常見(jiàn)的混合氣體分子與堿基（對(duì)）及復(fù)合物可能的吸附位置。研究發(fā)現(xiàn)，CO2傾向于以氫鍵的形式結(jié)合到這些堿基（對(duì)）的氨基氫或亞氨基氫上，而N2和H2分子則傾向于結(jié)合到這些堿基（對(duì)）的平面π電子上，以堆垛的形式存在。根據(jù)吸附強(qiáng)度大小，預(yù)測(cè)了由這些堿基為骨架合成的MOF吸附材料對(duì)這些小分子可能的選擇性吸附順序?yàn)?H2＜N2＜CO2，同時(shí)從理論的角度預(yù)測(cè)了以AT對(duì)結(jié)合金屬Zn離子為節(jié)點(diǎn)的純天然堿基對(duì)構(gòu)成的M