一種研究葫蘆脲與客體包結強度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葫蘆脲與客體小分子的結合常數(shù)的預測方法。具體為先構建體系的結構，隨后計算葫蘆脲與客體包結時的自由能曲線，在此基礎上通過Eyring公式計算結合常數(shù)。結果表明，使用該方法所得的計算結果與實驗值非常接近?？梢娡ㄟ^此方法可以顯著提高對葫蘆脲與客體小分子的結合常數(shù)的評估效率，并為進一步改進基于葫蘆脲與客體包結的藥物載體提供理論指導。因此，本文所述理論方法可用于對葫蘆脲與客體分子的結合常數(shù)的預測。
【專利說明】一種研究葫蘆脲與客體包結強度的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于理論研宄萌蘆脲與客體包結的結合常數(shù)的問題。

【背景技術】
[0002] 藥物在人體內(nèi)的自由擴散是造成藥物毒性的主要原因。因此需要一種可控釋放藥 物的載體。這種載體在正常的組織中，不釋放藥物。而在病變的部位釋放藥物和治療疾病。 通過這種方式可以降低藥物的毒性，并提高藥物的治療效率。
[0003] 這樣的載體需要兩個部件，一個裝載藥物的空腔和一個控制藥物釋放的閥門。對 于空腔部分，選取了介孔硅納米粒子，利用納米粒子上介觀尺度的孔洞來裝載藥物。選取準 輪烷分子作為納米閥門用以控制藥物的釋放。準輪烷中的大環(huán)分子會封住納米粒子上的孔 洞的入口。準輪烷是由一個含有已二胺單元的線型分子和一個萌蘆脲分子構成。在酸性環(huán) 境中，己二胺單元在水中被質(zhì)子化，形成了己二銨單元。CB分子和己二銨單元之間有很強的 離子-偶極相互作用。在此相互作用之下，兩者形成穩(wěn)定的準輪烷。改變?nèi)芤涵h(huán)境的酸堿 性，CB和線型分子形成的復合物解聚。MSNP中包含的藥物被釋放。
[0004] 萌蘆脲由于它結構的穩(wěn)定性和識別的專一性，已經(jīng)成為國內(nèi)外的研宄熱點。它可 以與脂肪胺、芳香客體、多肽、金屬離子、有機染料和藥物等形成穩(wěn)定的包結物，使得萌蘆脲 在超分子催化、分子器件和藥物運輸?shù)确矫嬗泻芏嗟膽谩?br> [0005] 1986年Mock和Shih研宄了萌蘆脲與不同碳鏈長度脂肪銨的包結，測得了他們在 不同PH下的包結常數(shù)，并且討論了碳鏈長度和銨基個數(shù)對包結常數(shù)的影響。對正烷基銨， 其中正丁銨與萌蘆脲形成最穩(wěn)定的配合物。對于脂肪二銨，烷基鏈含5或6個碳時最穩(wěn)定。 然而對于萌蘆脲與脂肪銨的包結機理，現(xiàn)在還沒有達成共識。
[0006] 理論模擬是一種常用的模擬分子或分子體系行為的方法，能在微觀層面直接研宄 分子的穩(wěn)定構象及運動過程，研宄實驗無法觀測的現(xiàn)象并解釋已有實驗現(xiàn)象的發(fā)生機理， 為后者提供理論依據(jù)。目前，分子模擬方法已廣泛應用于研宄各類復雜化學和生物體系，特 別是研宄不同環(huán)境中各種蛋白質(zhì)的穩(wěn)定構象以及各種神經(jīng)遞質(zhì)/荷爾蒙與目標蛋白的結 合過程以及結合強度。因此，利用理論模擬研宄萌蘆脲與客體分子的包結具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題，提供一種理論研宄萌蘆脲與客體包結的結 合常數(shù)的方法，用于認識以及進一步改進萌蘆脲類分子機器。
[0008] 為實現(xiàn)本發(fā)明，所提供的技術方案包括以下步驟：
[0009] 1)選取主題為萌蘆脲，客體分子為己二胺。通過ChemDraw和VMD建立相關模型。 [0010] 2)采用分子動力學模擬軟件NAMD模擬體系在溶劑中的運動。在該程序中使用 CHARMM立場描述體系中各個分子之間的相互作用。應用周期性邊界條件。使用Langevin動 力學和Langevin活塞壓力控制，將溫度和壓強保持在298K和lbar。使用Verlet r-RESPA 算法對運動方程進行積分。采用SHAKE算法對所有包含氫原子的共價鍵進行限制。對于非 鍵相互作用采用應用截斷，靜電相互作用采用PME方法處理。
[0011] 在計算中使用位置約束，將萌蘆脲的質(zhì)心約束在原點。萌蘆脲的分子軸與Z軸平 行。己二胺的質(zhì)心被約束在Z軸，且該質(zhì)心在XY的投影為0。
[0012] 3)應用 Adaptive biasing force method 方法，通過下式：

【權利要求】
1. 一種理論計算葫蘆脈與客體小分子的結合常數(shù)的方法，其特征在于；應用理論方法 計算水中，葫蘆脈與己二胺包結時的自由能曲線，并結合Eyring公式計算結合常數(shù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的評價結合強度的方法，其特征在于：使用分子動力學模擬結 合自由能計算方法預測結合常數(shù)。
【文檔編號】G06F9/455GK104461692SQ201410757814
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權日:2014年12月11日
【發(fā)明者】卞?；? 魏俊富, 李淑娟, 趙喜紅, 劉路顯 申請人:天津工業(yè)大學