3，9-二氮杂四星烷类化合物抗HIV活性的QSAR和分子对接研究

摘要

定量构效关系(Quantitative structure-activity relationships，QSAR)和分子对接是近代新药开发的两个最主要的方法。在综述了国内外HIV蛋白酶抑制剂和3,9-二氮杂类化合物的研究现状的基础上，确定了本论文的研究内容为3，9-二氮杂四星烷类化合物抗HIV活性的QSAR和分子对接研究。运用量子化学、分子力学、统计分析等方法从微观电子结构研究3,9-二氮杂四星烷类化合物的结构和抗HIV生物活性的关系；用分子对接的方法研究其与HIV蛋白酶的结合方式、对接能和结合能，为开发新的抗HIV药物提供理论指导。 本论文选用密度泛函方法B3LYP/6-31g(d)，研究3种3，9-二氮杂四星烷24的量子化学性质：分子键长、键角、二面角，以推测24的母体分子是否存在较大的张力和具有相对较高的能量；计算24的部分原子静电荷，定性的探讨24与HIV蛋白酶受体作用时静电作用以及氢键作用是否和原子静电荷密切相关、24分子中的羟甲基上带强负电荷的氧原子是否是作为氢键的供体和HlV蛋白酶发生作用的问题；研究24前线轨道和前线轨道能量，探讨最高占据轨道能量的高低对分子生物的活性的影响。 采用HF/6-31g方法对11个3，9-二氮杂四星烷类化合物25的电子结构参数进行计算，提取反映其结构的各种量子化学指数和拓扑指数，应用回归分析寻找其结构与抗HIV活性之间的关系，建立QSAR方程，检验QSAR模型预测能力；并对本课题组合成15个3,9-二氮杂四星烷类化合物26进行HIV蛋白酶抑制活性的预测。 用分子对接的方法对所设计的3，9-二氮杂四星烷类化合物27的HIV-1抑制活性进行研究。分析3,9-二氮杂四星烷类与HIV蛋白酶的结合模式、计算结合能和对接能，以期探讨27的结合模式和环脲类化合物与HIV蛋白酶的结合模式是否一致；以期探讨27与HIV蛋白酶结合能和对接能结合能的大小，从而评价其是否具有较高的抗HIV活性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2 HIV蛋白酶抑制剂(PI)研究进展

1.2.1拟肽类HIV蛋白酶抑制剂

1.2.2非肽类的HIV蛋白酶抑制剂

1.3 3,9-二氮杂四星烷抑制剂研究现状

1.4主要研究内容

1.5本章小结

第2章计算方法的选择

2.1量子化学计算方法

2.1.1半经验计算方法

2.1.2从头算方法

2.1.3密度泛函理论

2.2分子力学计算方法

2.3定量构效关系研究

2.3.1定量构效关系的参数

2.3.2定量构效关系在药物设计中的应用

2.4分子对接

2.4.1分子对接的方法

2.4.2常用的对接软件

2.5研究方法的确定

2.6本章小结

第3章3,9-二氮杂四星烷的量子化学计算

3.1化合物24的量子化学研究

3.1.1方法与模型

3.1.2结果与讨论

3.2化合物25和26的量子化学计算

3.2.1化合物25和26分子的构型优化

3.2.2化合物25和26量子化学计算与参数提取

3.3本章小结

第4章3,9-二氮杂四星烷衍生物的定量构效关系的研究

4.1化合物25的QSAR模型的建立

4.2结果与分析

4.2.1化合物25结构及量化参数与活性的关系

4.2.2模型的检测

4.2.3化合物26的HIV抑制活性预测

4.3本章小结

第5章3,9-2氮杂四星烷衍生物的分子对接研究

5.1分子对接

5.2结果和讨论

5.2.1结合模式分析

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢