【摘 要】
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随着阿尔茨海默症、前庭障碍型疾病等疾病患者人数的日益增多,目前给公共卫生带来了巨大压力,引发了重大社会问题。解决该问题,需要我们从分子层面上理解配体分子与受体分子的结构动力学特征,及其相互作用。系统探究蛋白的动态结构特性、以及其与受体分子间的相互作用机制,为了解蛋白结构动力学过程及其构象异构对其功能造成的影响奠定了基础,同时对于我们从分子结构的角度认识疾病产生的机制并进行药物筛选的尝试具有重要理论
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随着阿尔茨海默症、前庭障碍型疾病等疾病患者人数的日益增多,目前给公共卫生带来了巨大压力,引发了重大社会问题。解决该问题,需要我们从分子层面上理解配体分子与受体分子的结构动力学特征,及其相互作用。系统探究蛋白的动态结构特性、以及其与受体分子间的相互作用机制,为了解蛋白结构动力学过程及其构象异构对其功能造成的影响奠定了基础,同时对于我们从分子结构的角度认识疾病产生的机制并进行药物筛选的尝试具有重要理论意义。本文主要致力于两种倍他司汀类药物与受体间、Aβ25-35片段与乙酰胆碱受体间的相互作用机制的探究,同时在此基础上筛选出具有潜力的治疗AD的药物分子,并给予其药效评估。本文主要的研究内容如下:1、探究了不同倍他司汀类药物的结构特征及其与人体自身产生的组胺的作用差异。在密度泛函理论(DFT)水平下分别对组胺、盐酸倍他司汀和甲磺酸倍他司汀进行了几何结构优化和振动光谱计算,并利用分子对接探索药物与受体之间的相互作用机制。研究结果表明,不同成盐基团将导致倍他司汀类药物的药效有所差异,同时通过药物在红外光谱中的特征振动吸收峰强度的改变可实现对药物代谢过程的监控。与组胺相比较而言,倍他司汀类药物与受体间有更强的相互作用,可与受体间形成更多的氢键,甲磺酸倍他司汀的表现最为出众,这与其在临床前庭代偿中的疗效表现一致。2、以上述倍他司汀类药物体系建立的方法学为基础,将其应用于Aβ体系来搜索Aβ25-35片段与乙酰胆碱受体相互作用的最优结合构象,并开展分子动力学模拟观测对接复合物的结构动力学特征以及配体/受体间存在的相互作用机制。分子对接与分子动力学轨迹聚类分析结果均表明,在乙酰胆碱受体中的离子通道内,Aβ25-35片段与受体通过分子间氢键、形状互补等相互作用结合在一起,且该多肽主要为无规则卷曲状结构并呈现出易聚集趋势。构建的振动光谱模型模拟振动光谱结果表明,复合物中Aβ多肽骨架酰胺-I带光谱特征吸收峰为1650.5 cm-1,表明该多肽主要呈现无规则卷曲构象,与聚类分析结果一致。3、借助虚拟筛选方法得到了6个与α7-nAChRs受体有相互作用的先导化合物,将得到的先导化合物进行药效团模拟并构建了8个新的药物分子,此后通过透血脑屏障分析与分子对接对其药效进行了评价。由于这些药物具有多个疏水基团,对血脑屏障表现出高的通透性并与α7-nAChRs受体间有高度的亲和力,能有效抑制Aβ片段在离子通道内聚集,是潜在的治疗阿尔茨海默症的良好药物。4、衰减全反射红外光谱仪样品池台现有清洁方案常常动作繁琐且耗时长。针对其样品池台清洁困难的问题,设计了一种清洁装置,能同时实现洗涤剂喷射与样品台清理的自动化操作,高效地完成清洁操作。同时,设计了一种可调节液体池样品厚度结构装置,避免了替换样品池操作。通过棘轮、微分筒、粗调旋钮、固定套筒、测微螺杆的配合使用,使得可以直接调节测微螺杆的运动来向下推动薄片,来实现液体池样品的厚度的定量调节与测试。
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