分子力学(MM)和分子动态学(MD)方法已成为研究生物大分子体系的重要工具，量子化学(QM)在分析其中重要结构域的特征发挥着愈来愈大的作用。我们应用MM、MD和OM方法分别对非经典反式铂药识别DNA/RNA生物功能分子与固体表面催化和吸附问题进行研究。通过模型构建、计算模拟，过程分析和观点阐述等对非经典铂药(BBR3464，trans-EE)识别DNA/RNA的结构特征，作用机制进行理论研究，探讨非经典铂药不同于顺铂的抗肿瘤机理的特点。其次采用SCREEP镶嵌式簇模型，对MgO表面上Pd和Cu原子对CO和O<,2>的单分子和双分子吸附性能进行了理论研究；同时对在Pd/MgO表面上催化CO+NO→CO<,2>+N的反应机理也进行初探，主要着重点为反应物的两个分子直接在Pd原子的催化下进行协同反应的历程。我们主要结论如下： 1．利用分子力学、分子动力学，量子化学等多种计算方法研究了新型临床二期抗癌药物BBR3464([{trans-PtCl(NH<,3>)<,2>)<,2>-μ-{trans-Pt(NH<,3>)<,2>(NH<,2>(CH<,2>)<,6>NH<,2>)<,2>}]<4+>)与寡聚DNA片段复合物的几何构型及电子结构，结果表明利用分子力学和分子动力学确定的复合物结构与实验测得的结构基本吻合。BBR3464为+4价高电荷铂药，与两端的铂相连的两个Cl配体间的距离是 27.4 ，这使得药物与DNA交联快，形成远程的1,4-链间交联。计算结果说明BBR3464对DNA识别能力强，结合稳定。所形成的复合物中既有Pt-N7间较强的配位键，还存在许多氢键、弱氢键及静电作用。复合物中结合位点及结合位点外的嘌呤碱基的构象发生了不同程度的改变。复合物结构特征说明DNA在键合药物后其构型并未发生定域的链弯曲而是离域的嘌呤碱基构象转化，药物对DNA造成离域性损伤这点和经典的药物不同。DNA是铂抗肿瘤药物的靶点，多点键合和离域性损伤的结构特征与BBR3464的独特生物活性和临床表现相关。 2．根据BBR3464的结构特点，我们分别将中心铂结构单元导入B-DNA双螺旋结构的大沟和小沟的不同位置，模拟优化得到具有代表性的两种作用模式。一种是中心铂完全处于大沟的构象，另一种是中心铂逼近处于小沟的构象。通过分子力学、分子动力学模拟；量子化学和分子力学相结合方法的理论计算，得出中心铂逼近处于小沟的药物和DNA的识别方式是最佳的，这一理论计算结果和实验吻合的很好。其原因在于中心铂逼近或处于小沟时，BBR3464的柔性烃链能更好的靠近磷酸骨架，使高电荷的中心铂与带负性的磷酸得以强的静电识别，同时中心铂上的氨配体和磷酸骨架上电负性强的原子间强弱不等的氢键识别。故而BBR3464以小沟方式识别DNA具有强的结合能及更大的相互作用能。 3．研究了trans-EE配合物及与核酸识别复合物的电子结构特征及药物和DNA识别的能量特征，结果表明trans-EE能识别单链和双链寡聚DNA链，且其与单链DNA形成的单功能复合物比较稳定。单链DNA复合物中药物与DNA的相互作用能远大于trans-EE与双链寡聚DNA形成的单功能复合物，而且trans-EE与单链DNA形成的单功能复合物可以转变为稳定的双功能复合物，但与双链DNA不能识别得到双功能复合物。这表明trans-EE与单链核酸识别是其主要的识别方式。trans-EE与DNA、RNA形成双功能A-N3/G-N7复合物结构特征的理论研究表明复合物稳定性为：t-EE-rApG>t-EE-dApG>t-EE-dGpA，这一结果和实验吻合。无论是药物与核酸的相互作用能，还是配合物的稳定化能t-EE-rApG都比t-EE-dApG和t-EE-dGpA大，这表明trans-EE易于识别RNA，与RNA形成单功能和双功能稳定复合物而呈现强的抗肿瘤活性；在形成的A-N3/G-N7六元螯合环(H’1PtN3C4N9C’1)结构中，H1处于Pt配体四方平面的轴向位置，H1和Pt原子的静电作用加强了六元螯合环(H 1PtN3C4N9C1)的稳定性。t-EE-rApG的H1和Pt原子的静电作用最强，其次为t-EE-dApG，最弱的为t-EE-dGpA，且t-EE-dGpA的键电荷为负值，说明t-EE-dGpA双功能螯合物无H1和Pt原子的静电作用，t-EE-dGpA双功能六元螯合物不够稳定难以形成。而在t-EE-rApG的六元螯合物(H 1PtN3C4N9C1)中还具有弱的O’2-Pt的静电作用和强于t-EE-dApG 的N-H-O10氢键，更进一步解释了t-EE-rApG双功能六元螯合物的稳定性，也从另一角度解释trans-EE的抗肿瘤机理可能是因为其易于和RNA识别形成加合物而影响蛋白质的合成及遗传信息的转录和复制，这一点是完全不同与其他的以DNA为靶向的抗肿瘤药物。 4．进一步探讨了 t-EE-dApG 和 t-EE-dGpA 两种构型配合物的差异，能量计算表明t-EE-dApG 复合物中药物和DNA的相互作用能和稳定化能都比t-EE-dGpA的大，而键电荷布局分析也表明配体与Pt原子间的配位键，药物与鸟嘌呤碱基O6间的氢键及一些弱的静电作用都不利于t-EE-dGpA的形成。对trans-EE药物及与核酸识别复合物的电子结构特征研究表明，药物与核酸首先识别鸟嘌呤碱基形成Pt-N7配位键而产生单功能复合物，在链的5’方向上药物结构中的氨基与结合位点鸟嘌呤核苷酸上磷酸的识别作用及各配体的结构趋向，导致与G相邻的链5’方向A上N3原子能与G-Pt-N7单功能复合物继续识别形成Pt-N3 配位键，产生 A-N3/G-N7 双功能复合物 t-EE-dApG，其具有六元螯合环(H’1PtN3C4N9C 1) 结构。t-EE-dApG是 A-N3/G-N7 双功能复合物的最好形式。 5．用电荷镶嵌势能模型，采用DFT/B3LYP方法，对完美MgO表面上Pd原子对CO和NO 的反应的催化机理进行了研究。结果表明，NO和CO分子首先吸附在MgO表面的Pd原子上，形成了被吸附的稳定结构，其吸附能为 58.4 kcal/mol。从反应物开始，NO中的O原子迁移至CO的C原子上形成产物，CO<,2>和被表面吸附的N原子。在迁移过程中经反应的过渡态，由过渡态的构型可知，该过渡态为一协同反应特征。在IMOMO/CCSD计算水平上，反应的正活化位垒为 98.8 kcal/mol。虽反应的正位垒较高，但吸附所放出的能量将有助于帮助反应的正向进行。 6．对完美和氧缺陷MgO表面上Pd和Cu原子对CO和O<,2>的单分子和双分子吸附性能进行的研究结果表明，CO和O<,2>分子可被完美MgO表面上的Pd原子吸附，在氧缺陷MgO表面上，由于有明显数量的电子从缺陷处传递到Pd原子上，CO和O<,2>在其上的吸附是很弱的。研究还表明，完美MgO(100)表面上Pd原子的更易吸附CO分子而不是O<,2>分子：而在MgO(100)表面上的Cu原子更有利于O<,2>分子的吸附。在对CO+CO，CO+O<,2>，O<,2>+O<,2>混合体系吸附的研究中发现，在完美MgO表面Pd原子上吸附的CO+CO，CO+O<,2>，O<,2>+O<,2>双分子间的内聚力减小了它们与Pd原子的结合作用，使结合能降低。计算还表明，对于不同的吸附分子在双分子体系与金属结合作用的强弱次序是与单分子吸附体系与金属结合作用的强弱次序相一致。