铜锌离子与Aβ肽链的结合与调控及小分子在DNA碱基上的吸附与分离

发布时间：2017-08-07 09:31

  本文关键词：铜锌离子与Aβ肽链的结合与调控及小分子在DNA碱基上的吸附与分离

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【摘要】：本文研究内容分两大部分。第一部分是有关致人体产生老年痴呆症的Aβ肽链在金属诱导下的误折叠及药物的调控机理探讨。通过对CQ及其衍生药物、金属离子和肽链、金属离子与药物、金属离子与肽链药物三者复合物的结构优化，对复合物中金属离子与药物、肽链之间的结合能计算及对复合物中铜离子上电荷的分析发现，Cu2+与药物或肽链结合后，Cu2+上的正电荷会大大减少并接近+1，并以稳定的Cu+离子的形式存在。金属离子和肽链之间的结合能数据显示，当肽链P10，P20，P22，P25和P27与金属离子Cu2+，Cu+，或Zn2+与其结合形成复合物的时候，结合强度最大的金属离子（M）是Cu2+，其次是Zn2+，最后是Cu+。在有药物（D）CQ、CQ-1、CQ-2或CQ-3的情况下，三种金属离对于同一种药物分子和同一种肽链结合比较显示，依然还是Cu2+最强，Zn2+次之，Cu+最后。同样，研究发现金属离子单独和药物分子CQ、CQ-1、CQ-2、CQ-3的结合强度也满足上述规律。加上肽链P以后，M-D的结合能在不同程度上有所减小，但是同一种药物对于金属离子的选择性结合规律没变，还是Cu2+优先，Zn2+次之，Cu+最后。最后，我们以复合物PM-CQ的结合能为比较的对象，对设计好的药物CQ-1,2,3进行评价。结果发现CQ-3效果最好，CQ-2次之，CQ-1最差。为了对药物的构效关系得到更细节上的认识，本文还对CQ-1,2,3的三种取代基-H，-CL，-NO2的电负性进行了分析，发现取代基的电负性越大药物的效果可能就越好。希望该工作的开展能为日后老年痴呆症(AD)的新药设计提供一个指导思路和探索方向。 第二部分是有关温室气体如CO2等的吸附分离及吸附材料的模拟和预测问题。由于现代工业高速发展，大量的温室气体被排放到大气中，导致城市空气污染日益严重。在温室气体排放中，CO2无疑是一重要角色，因此如何将CO2与其他气体H2和N2分离开来就变得至关重要。近期Rosi课题组新合成的Zn-腺嘌呤多孔吸附的MOF材料被开发出来用于对混合气体的吸附。 基于用DNA碱基（对）作为骨架构建新型金属有机骨架纳米吸附材料（MOFs）的刚性、自然的组装及氢键配对、多金属结合位点、生物可溶性等众多优点，本文用M062X/6-31+G*方法探讨了腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)及其碱基对(AT、GC)以及金属锌的复合物(AAA-Zn2+，AAT-Zn2+和GGC-Zn2+)对混合小分子H2、N2、CO2的吸附情况，系统研究了这些碱基（对）及复合物与H2、N2、CO2小分子之间的相互作用模式及吸附强度，预测了这些工业废气中常见的混合气体分子与碱基（对）及复合物可能的吸附位置。研究发现，CO2倾向于以氢键的形式结合到这些碱基（对）的氨基氢或亚氨基氢上，，而N2和H2分子则倾向于结合到这些碱基（对）的平面电子上，以堆垛的形式存在。根据吸附强度大小，预测了由这些碱基为骨架合成的MOF吸附材料对这些小分子可能的选择性吸附顺序为：H2N2CO2，同时从理论的角度预测了以AT对结合金属Zn离子为节点的纯天然碱基对构成的MOF要比实验上已人工合成的AA碱基对与Zn离子结合的MOF具备更好的吸附和分离这些小分子的性能。该工作的开展将为实验工作者选择合成基于由碱基对结合金属锌为节点的复合物(AAA-Zn2+，AAT-Zn2+和GGC-Zn2+)为单元的MOF材料指明了方向。
【关键词】：Aβ聚集 CQ及衍生物 碱基对金属复合物 M062X 吸附 氢键
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O629.7;R749.16
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 概述11-19
• 1.1.1 老年痴呆症研究进展11-13
• 1.1.2 金属 Zn 和 Cu 与淀粉样蛋白的作用13-15
• 1.1.3 药物的发展15-17
• 1.1.4 气体吸附材料进展17-19
• 第二章 计算方法和模型选取19-23
• 2.1 肽链、金属离子和药物的选择19-21
• 2.2 碱基(对)及其金属复合物的计算21-23
• 第三章 铜锌离子与 Aβ肽链的结合及药物调控23-35
• 3.1 结果与讨论23-33
• 3.1.1 Cu~(2+)和 Cu~+之间的氧化还原反应23-24
• 3.1.2 金属离子 Cu~(2+)和 Zn~(2+)之间的竞争反应24-30
• 3.1.3 药物结合能分析30
• 3.1.4 药物评价分析30-33
• 3.1.4.1 复合物中 CQ，CQ-1,2,3 和金属离子的结合能比较31-32
• 3.1.4.2 CQ-1,2,3 的取代基32
• 3.1.4.3 药物分子的结构及其设计32-33
• 3.2 本章小结33-35
• 第四章 DNA 碱基及其碱基对的 Zn~(2+)复合物对 CO_2、N_2和 H_2小分子的吸附机制研究35-51
• 4.1 结果与讨论35-48
• 4.1.1 碱基(对)及金属复合物与 H_2的相互作用35-40
• 4.1.1.1 胞嘧啶、鸟嘌呤及其碱基对与 H_2的相互作用35-37
• 4.1.1.2 腺嘌呤、胸腺嘧啶及其碱基对与 H_2的相互作用37-38
• 4.1.1.3 金属锌复合物与 H_2的相互作用38-39
• 4.1.1.4 A、T、G、C 及其碱基对及金属复合物与 H_2的吸附比较39-40
• 4.1.2 碱基(对)及金属复合物与 N_2的相互作用40-42
• 4.1.2.1 胞嘧啶、鸟嘌呤及其碱基对与 N_2的相互作用40
• 4.1.2.2 腺嘌呤、胸腺嘧啶及其碱基对与 N_2的相互作用40-41
• 4.1.2.3 金属锌复合物与 N_2的相互作用41-42
• 4.1.2.4 A、T、G、C 及其碱基对及金属复合物与 N_2的吸附比较42
• 4.1.3 碱基(对)及金属复合物与 CO_2的相互作用42-46
• 4.1.3.1 胞嘧啶、鸟嘌呤及其碱基对与 CO_2的相互作用42-43
• 4.1.3.2 腺嘌呤、胸腺嘧啶及其碱基对与 CO_2的相互作用43-44
• 4.1.3.3 金属锌复合物与 CO_2的相互作用44-45
• 4.1.3.4 A、T、G、C 及其碱基对及金属复合物与 CO_2的吸附比较45-46
• 4.1.4 胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤及其碱基对及金属复合物对小分子 H_2、N_2和 CO_2吸附作用比较46-48
• 4.2 本章小结48-51
• 第五章 结论51-53
• 参考文献53-59
• 致谢59-61
• 附录61-63
• 附件材料63-87

【参考文献】

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1 王涛;郑玮;于嵩;马立楠;王占友;;氯碘羟喹对小鼠海马苔藓纤维内游离锌离子螯合作用的研究[J];解剖科学进展;2009年04期

本文编号：633962