一种研究葫芦脲与客体包结强度的方法
【专利摘要】本发明涉及一种葫芦脲与客体小分子的结合常数的预测方法。具体为先构建体系的结构，随后计算葫芦脲与客体包结时的自由能曲线，在此基础上通过Eyring公式计算结合常数。结果表明，使用该方法所得的计算结果与实验值非常接近。可见通过此方法可以显著提高对葫芦脲与客体小分子的结合常数的评估效率，并为进一步改进基于葫芦脲与客体包结的药物载体提供理论指导。因此，本文所述理论方法可用于对葫芦脲与客体分子的结合常数的预测。
【专利说明】一种研究葫芦脲与客体包结强度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于理论研宄萌芦脲与客体包结的结合常数的问题。
【背景技术】
[0002] 药物在人体内的自由扩散是造成药物毒性的主要原因。因此需要一种可控释放药 物的载体。这种载体在正常的组织中，不释放药物。而在病变的部位释放药物和治疗疾病。 通过这种方式可以降低药物的毒性，并提高药物的治疗效率。
[0003] 这样的载体需要两个部件，一个装载药物的空腔和一个控制药物释放的阀门。对 于空腔部分，选取了介孔硅纳米粒子，利用纳米粒子上介观尺度的孔洞来装载药物。选取准 轮烷分子作为纳米阀门用以控制药物的释放。准轮烷中的大环分子会封住纳米粒子上的孔 洞的入口。准轮烷是由一个含有已二胺单元的线型分子和一个萌芦脲分子构成。在酸性环 境中，己二胺单元在水中被质子化，形成了己二铵单元。CB分子和己二铵单元之间有很强的 离子-偶极相互作用。在此相互作用之下，两者形成稳定的准轮烷。改变溶液环境的酸碱 性，CB和线型分子形成的复合物解聚。MSNP中包含的药物被释放。
[0004] 萌芦脲由于它结构的稳定性和识别的专一性，已经成为国内外的研宄热点。它可 以与脂肪胺、芳香客体、多肽、金属离子、有机染料和药物等形成稳定的包结物，使得萌芦脲 在超分子催化、分子器件和药物运输等方面有很多的应用。
[0005] 1986年Mock和Shih研宄了萌芦脲与不同碳链长度脂肪铵的包结，测得了他们在 不同PH下的包结常数，并且讨论了碳链长度和铵基个数对包结常数的影响。对正烷基铵， 其中正丁铵与萌芦脲形成最稳定的配合物。对于脂肪二铵，烷基链含5或6个碳时最稳定。 然而对于萌芦脲与脂肪铵的包结机理，现在还没有达成共识。
[0006] 理论模拟是一种常用的模拟分子或分子体系行为的方法，能在微观层面直接研宄 分子的稳定构象及运动过程，研宄实验无法观测的现象并解释已有实验现象的发生机理， 为后者提供理论依据。目前，分子模拟方法已广泛应用于研宄各类复杂化学和生物体系，特 别是研宄不同环境中各种蛋白质的稳定构象以及各种神经递质/荷尔蒙与目标蛋白的结 合过程以及结合强度。因此，利用理论模拟研宄萌芦脲与客体分子的包结具有重要意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种理论研宄萌芦脲与客体包结的结 合常数的方法，用于认识以及进一步改进萌芦脲类分子机器。
[0008] 为实现本发明，所提供的技术方案包括以下步骤：
[0009] 1)选取主题为萌芦脲，客体分子为己二胺。通过ChemDraw和VMD建立相关模型。 [0010] 2)采用分子动力学模拟软件NAMD模拟体系在溶剂中的运动。在该程序中使用 CHARMM立场描述体系中各个分子之间的相互作用。应用周期性边界条件。使用Langevin动 力学和Langevin活塞压力控制，将温度和压强保持在298K和lbar。使用Verlet r-RESPA 算法对运动方程进行积分。采用SHAKE算法对所有包含氢原子的共价键进行限制。对于非 键相互作用采用应用截断，静电相互作用采用PME方法处理。
[0011] 在计算中使用位置约束，将萌芦脲的质心约束在原点。萌芦脲的分子轴与Z轴平 行。己二胺的质心被约束在Z轴，且该质心在XY的投影为0。
[0012] 3)应用 Adaptive biasing force method 方法，通过下式：
【权利要求】
1. 一种理论计算葫芦脈与客体小分子的结合常数的方法，其特征在于；应用理论方法 计算水中，葫芦脈与己二胺包结时的自由能曲线，并结合Eyring公式计算结合常数。
2. 根据权利要求1所述的评价结合强度的方法，其特征在于：使用分子动力学模拟结 合自由能计算方法预测结合常数。
【文档编号】G06F9/455GK104461692SQ201410757814
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】卞希慧, 魏俊富, 李淑娟, 赵喜红, 刘路显 申请人:天津工业大学