本文运用量子力学方法探究了“瘦肉精”克伦特罗质子化的稳定构象;利用分子力学的柔性对接方法讨论了 β-激动剂与β2-肾上腺素受体之间的相互作用方式;运用基于配体的药效团模拟构建β-激动剂类药物分子的药效团模型,确定了有重要影响的共性空间结构和化学基团,为通用半抗原分子的设计提供理论依据;通过基于药效团的数据库筛选,寻找确定了具有共同药性的潜在化合物,并利用分子力学方法进行了验证。第1章:概述了β2肾上腺素受体、β-激动剂的种类、以及现有的分子模拟技术及其研究现状、存在问题及选题依据。第2章:运用量子力学方法从分子构型、能量、电荷分布、HOMO-LUMO前线分子轨道等角度研究了具有代表性的瘦肉精分子克伦特罗单体和质子化的稳定结构,发现克伦特罗分子可能存在两种质子化状态,但是通过比较两种模型的构型、能量、电荷分布及前线轨道:当质子化的H位于主链上的氨基N上时,为最稳定构象,紫外可见光谱计算结果发现,质子化的克伦特罗在207.8nm处有最大吸收峰,与实验结果吻合。第3章:利用分子力学、分子动力学方法深入探讨了激动剂小分子与β2-受体的结合机制与作用机理,模拟结果显示,氢键作用力、疏水作用、静电力均对配体与受体的结合有贡献,其中氢键作用占主导位置;蛋白活性部位氨基酸残基Asp1113、Asn1312在配体与β2-AR的结合过程中发挥着重要作用;由于盐酸克伦特罗中苯环的π-π相互作用和N质子化与活性位点残基的阳离子-π相互作用使得其结合更稳定。不仅从分子层面上探究了 β-激动剂与β2-肾上腺素受体之间的相互作用情况,而且为之后的激动剂结构改造、寻找通用半抗原提供了判据。第4章:构建基于配体共同特征的药效团,找出系列β激动剂小分子的药物特征元素,并利用基于药效团的虚拟筛选,找出与已知激动剂有共同药效特征元素的潜在小分子。结果发现,由药效团虚拟筛选得到的FitValue值靠前的小分子与β2-受体存在很强的作用力,在PBSA溶剂模型中与受体的结合能较大。第5章:通过HipHop方法设计、合成了通用半抗原小分子NS-1、NS-2、NS-6等,利用分子力学方法研究它们与勒靶标蛋白的相互作用情况,结果表明NS-6与受体蛋白结合最佳。