蛋白质对于活细胞行使正常的功能来说是必须的，作为蛋白质合成机器的核糖体无疑是一个药物分子作用位点。氨基糖苷类抗生素，如paromomycin，能够特异性地结合于原核生物核糖体的30S小亚基的解码位点A(16SrRNAA位点)，干扰翻译过程的正常进行。五十年来，氨基糖苷类抗生素作为一种抗菌药物在临床上得到了广泛的应用。然而，由于与生俱来的毒性和抗性菌株的快速出现，使它在临床上的使用越来越受到限制。为了开发和设计新的抗菌药物，我们有必要从分子水平上了解氨基糖苷类抗生素与16SrRNAA位点之间的特异性识别机制以及二者高亲合力结合的结构需求。鉴于晶体衍射和核磁共振测定结构之间存在的分歧以及目前对氨基糖苷类抗生素与16SrRNAA位点特异性识别机制还没有定论的事实，作者基于现代生物学中心在结构生物学、生物信息学和药物分子设计领域的研究工作积累，拟定了基于自主创新的技术路线，并在探索过程中不断完善，进而取得了部分阶段性进展。论文第一部分主要运用分子动力学模拟方法对paromomycin与16SrRNAA位点之间的识别机制进行了探讨，第二部分则运用分子对接和CoMFA方法对一系列pyranmycin衍生物与16SrRNAA位点的结合模式和三维定量构效关系进行了研究。 动力学模拟轨道的原子波动(RMSf)分析显示：A位点结构中原子波动最大的部位是不对称内环两个环外非堆积碱基A1492和A1493；Paromomycin的环Ⅳ部分是原子波动最大的区域，而环Ⅰ和环Ⅱ是其最为稳定的结构单元。RNA骨架扭转角(torsionalangles)分析揭示，A位点RNA中扭转角变化最大的部位是碱基G1405、U1406和C1407，而且，U1406和C1407扭转角的改变是由paromomycin的结合所诱导的。上述结果提示：造成paromomycin-16SrRNAA位点复合物晶体衍射和核磁共振结构在某些部位产生构象差异的主要原因也许不是测量上的误差，而可能是这些部位本身较高的动力学波动特性。氢键分析显示：动力学模拟探测到的paromomycin与16SrRNAA位点之间的稳定氢键基本上重现了晶体衍射测定数据，而与核磁共振测定数据差别较大，而且，这些稳定氢键的结合区域位于paromomycin的环Ⅰ、环Ⅱ和A位点的两个特殊二级结构元素之间。这一结果不仅从理论上确信了晶体衍射测定数据的可靠性，而且也印证了paromomycin的环Ⅰ和环Ⅱ是其与16SrRNAA位点特异性结合的功能保守单元。另外，这些保守的氢键还在A位点和paromomycin之间分别形成了一个假的三联体碱基配对和一个假的二碱基配对。根据环Ⅰ和环Ⅱ在原子波动和氢键结合模式上的高度稳定性以及基本的核酸碱基配对识别机制，我们首次提出，两个假碱基配对可能就是paromomycin与16SrRNAA位点特异性结合的识别位点。水媒介氢键分析显示，一个残存时间达到4ns的“结构化”水分子被发现，并且媒介了paromomycin与16SrRNAA位点之间的氢键相互作用。这一事实从理论上证实水分子在paromomycin与16SrRNAA位点相互作用中起了重要的作用。同时，水合位点分析显示，paromomycm的环Ⅲ和环Ⅳ部位是水合位点最为集中的区域。这一结果很好地解释环Ⅲ和环Ⅳ既能提高复合物间的结合亲合力而又在动力学模拟中表现出大的波动性的原因。我们的动力学模拟从理论角度揭示了paromomycin与16SrRNAA位点间可能的结合机制。这是对实验以及X-射线晶体衍射和核磁共振研究结果的重要补充，也将为基于paromomycin的新药设计和开发提供理论依据。为了阐明pyranmycin衍生物与16SrRNAA位点间特异性结合的结构需求以及设计新颖的A位点抑制剂，我们使用比较分子力场分析(CoMFA)方法对17个pyranmycin衍生物进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究。AutoDock3.0.5程序被用来决定pyranmycin衍生物与A位点之间结合的“活性构象”。相似的结合构象以及计算的对接自由能与实验活性之间好的相关性说明从对接步骤所获得的这些“活性构象”是合理的。通过对二者结合的构象特征、氢键以及静电相互作用的分析，我们自主建立了一个可靠的pyranmycin衍生物与16SrRNAA位点的相互作用模型。随后，以这些“活性构象”为基础，我们又构建了交叉验证回归系数(q2)和非交叉验证回归系数(r2)分别为0.723和0.993的3D-QSAR模型。相对较高的q2值说明该模型具有较高的预测能力。3D-QSAR模型以及从CoMFA3D等值线图所获得的结构需求信息将为设计和开发以pyranmycin为基础的新的高亲合力的16SRNAA位点抑制剂提供一定的理论基础。