MCL-1及其BH3 螺旋结合自由能计算研究蛋白-蛋白相互作用原理

MCL-1蛋白是细胞增殖和分化的一个关键调控因子. 使用MM-PBSA方法预测MCL-1蛋白与其野生型和碳氢化合物钉子修饰的BH3多肽形成的2个复合物的结合自由能. 结果表明,碳氢化合物钉子对多肽与MCL-1的亲和力影响有限; 并利用自由能分解(BFED)计算部分残基的能量贡献. 疏水效应是稳定复合物结构的主要因素,它同时被额外的静电相互作用强化. 该研究在原子水平上探究蛋白-蛋白相互作用机理,提供了新的癌症治疗候选药物.     

固体材料导热系数的分子动力学模拟

采用分子动力学方法对金属和非金属材料薄膜的导热系数进行数值模拟. 非金属材料氩的粒子间相互作用势采用12/6 L-J势能模型,金属材料钨使用MEAM势能模型. 模拟结果表明,非金属材料氩的导热系数与已有实验结果符合较好,但金属材料钨的导热系数结果较实验结果小1~2个数量级. 研究结果表明,引入自由电子导热模型能较准确预测金属材料钨的导热系数变化规律.     

PTP1B选择性抑制剂的分子动力学模拟及结合自由能计算

作为二型糖尿病的潜在治疗药物,蛋白质酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）的抑制剂研究一直备受关注。而其中一种二齿类抑制剂由于其普遍较高的选择性和活性,又是抑制剂的研究重点和热点。本文采用分子动力学方法取样,MM/GBSA方法计算了1个二齿类PTP1B抑制剂与PTP1B及其2个同家族酶TCPTP和SHP-2的结合自由能,得到了与实验活性值相符的结果。同时基于MM/GBSA的能量分解计算表明,抑制剂与PTP1B第2位点附近的2个残基ARG24和ARG254有很强的相互作用,与其他2个酶第2位点的相互作用则有所减弱,尤其是SHP-2,几乎没有实质性相互作用。这应该是抑制剂产生选择性的关键。同时活性位点附近的残基PHE182也与抑制剂分子有很强的相互作用,相比TCPTP也有很大优势。希望这些信息在进一步提升PTP1B抑制剂的选择性和活性方面提供帮助。     

LilrB2蛋白与Aβ(16-21)双链的结合

LilrB2蛋白与Aβ(1-42)寡聚态的结合会造成阿尔茨海默症的某些症状,研究其中的结合方式对设计针对性抑制剂具有重要意义。以lilrB2蛋白和Aβ(16-21)双分子链为研究对象,通过分子对接设定3个不同构象作为分子动力学模拟起点,分析3组体系的模拟轨迹,发现lilrB2蛋白上的ASP23残基与Aβ(16-21)单支链上的LYS残基有较强的相互作用,对受体和配体结合起到了重要的影响。在不同结合状态下,lilrB2蛋白的CYS142和SER24残基与Aβ(16-21)支链上VAL、PHE和ALA残基的疏水作用也有利于lilrB2蛋白和Aβ(16-21)双分子链的结合。     

氩在单壁碳纳米管中扩散的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法模拟了氩在不同直径的单壁碳纳米管(SWCNTs)中的扩散。通过利用公式     

液态金属热输运过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对平板间液态金属的流动换热过程进行模拟.研究液态金属的微观热输运过程,左右两侧平板采用Cu原子作为恒温固壁,液态金属Pb处于平板间,以FCC结构为初始排列.模拟结果表明,在平板间的液态金属温度分布呈线性变化;不同温度下液态金属在恒温平板间的热输运模拟过程表明,平板间液态金属的热导率随温度的升高而增加,呈现线性变化.当在系统上施加一个重力加速度时,平板间未出现明显的自然对流,表明在微尺度下,边界阻力和粘滞力抑制了液态金属的自然对流.     

细胞穿膜肽S4(13)与质膜相互作用的分子动力学模拟

细胞穿膜肽S4（13）衍生物可以作为药物载体携带核酸分子进入细胞从而发挥治疗作用,在抗肿瘤靶向治疗等领域有潜在的应用价值,但其穿膜机理目前尚不明确。采用分子模拟方法,分别搭建单个及多个S4（13）在不同的质膜和水溶液中的模型,结合常规分子动力学模拟和增强采样模拟,通过轨迹分析探究单个及多个S4（13）与不同质膜的作用方式。研究结果表明：单个S4（13）分子与细菌质膜的相互作用比与真核生物质膜的更强,而在水溶液和真核生物质膜模型中,多个S4（13）分子则倾向于聚集形成四聚体,表明其穿膜机理与四聚体胶束结构有关。本项工作从分子层面上探讨了细胞穿膜肽S4（13）的穿膜机理,为S4（13）衍生物作为药物载体的应用提供了理论依据。     

Effects of vacancies on interwall spacings of multi-walled carbon nanotubes

We use molecular dynamics （MD） simulations to study the effects of vacancies on tube diameters and interwall spacings of multi-walled carbon nanotubes （MWCNTs）. Two types of vacancies, double vacancy and three dangling-bond （3DB） single vacancy, are identified to have opposite effects on the tube size change, which explains the inconsistency of the experimentally measured interwall spacings of MWCNTs after electron beam irradiation. A theoretical model to quantitatively predict the shrunk structures of the irradiated MWCNTs is further developed. We also discuss the fabrications of prestressed MWCNTs, in which reduced interwall spacings are desired to enhance the overall elastic modulus and strength.     

分子动力学仿真计算理想气体分子平均自由程

本文利用Matlab编程将分子碰撞碰壁事件作为运算步长,模拟了理想气体分子运动的过程,实现了气体分子动力学的仿真,并根据模拟过程得到的分子自由程数据,计算了气体分子的平均自由程。将计算结果与分子平均自由程的理论模型进行了比较,分析表明模拟计算的分子平均自由程随着模拟分子数的增加与理论模型结果之间的偏差逐渐减小,以此验证了理论模型的正确性。