大环芳香配体配合物对正常和错配DNA结构识别作用的分子模拟

摘要

人体内众多的遗传机理都是基于对核酸的特异性识别,实现人工合成的小分子对DNA特定碱基序列的识别是化学、生物学和药学领域关注的焦点之一.大平面芳香过渡金属配合物作为探针对DNA二级结构的识别功能已经被广泛应用到医药开发和生物基础研究当中.然而,目前由于金属配合物种类很多,DNA结构多样性非常强,所以国际上关于部分金属配合物对DNA的识别机理仍然没有形成一致的观点.这种状况对新的有效配合物探针的开发非常不利.该文过分子力学计算的方法,对这种识别过程建立模型,并且结合分子动力学研究各种识别作用,以求从分子水平上探讨它们的作用机理.课题意义在于从原子水平上对作用机理深入分析,而不仅仅局限于现象学的研究;同时,由于计算机建模比实验研究更快捷方便,我们就可以进行更多的体系,进行更广泛的研究,从而在统计的角度上总结规律.在此前我们工作组关于[Co(phen)<,2>dppz]<'3+>对正常B-DNA序列识别作用的分子模拟研究基础上,在该工作中我们研究了应用较广泛的配合物[Ru(phen)<,2>dppz]<'n+>、[Co(phen)<,2>tpphz]<'n+>、[Co(phen)<,2>hpip]<'n+>和[Rh(bpy)<,2>Chrysi]<'3+>对正常和错配B型DNA序列的作用.在研究过程中,我们成功的模拟了国际上其他课题组对这些识别体系的实验结果.此外,通过对整个识别过程的作用能量考察,我们对各识别体系的详细作用进行了分析,对实验结果进行了合理的解释.经过分子模拟研究,我们对国际上存在的关于该识别体系中的作用机理的争论进行了分析,提出了理论计算关于识别机理的观点,对争论的存在原因进行了解释.

目录

主要创新点

摘要

Abstract

第一章综述

§1.1 DNA的分子结构

1.1.1 B-DNA的结构及其分子识别

1.1.2错配碱基对的结构特征及其分子识别

1.1.3 DNA螺旋结构参数

§1.2 DNA结构探针的研究背景

1.2.1DNA结构探针介绍

1.2.2大环芳香配体金属配合物探针的研究现状

1.2.3常见的几类DNA金属探针

§1.3本文工作及展望

参考文献

第二章分子力学理论

§2.1分子力学基本原理

§2.2力场

§2.3分子结构优化方法

2.3.1能量最小化方法概述

2.3.2非求导的最小化方法

2.3.3求导最小化方法

2.3.4最小化方法的选择

2.2.5能量最小化的应用

§2.4分子动力学方法

2.4.1分子动力学概述

2.4.2分子动力学的积分算法

2.4.3分子动力学计算的时间间隔

2.4.4分子动力学的模拟类型

2.4.5分子动力学轨迹

2.4.6分子动力学计算的一般方法

§2.5 MM2力场介绍

2.5.1函数形式

2.5.2原子类型

§2.6 ESFF力场介绍

2.6.1函数形式

2.6.2原子类型

§2.7本工作中的主要模拟思路

参考文献