蛋白质与类药分子的柔性对接

本文利用“禁忌搜索”算法和Ｇｅｈｌｈａａｒ简化能量势函数实现蛋白质与类药分子之间的柔性对接。对包含１００个复合物的检验集进行了计算检验,得到了满意的结果,８９％预测复合物结构的误差小于０．２５ｎｍ。与利用遗传算法进行柔性对接的ＧＯＬＤ程序相比,本方法的成功率高,局限性小,计算时间也短。     

基于分子对接的合欢皂苷J_(8)抑制血管内皮细胞增殖作用靶点及其凋亡相关细胞信号通路研究CSCD

为探讨合欢皂苷J_(8)(julibroside J_(8),J8)抑制肿瘤血管内皮细胞增殖作用靶点及其相关细胞凋亡的信号通路。本文采用HPLC法检测内皮细胞经J8作用后,J8的在细胞内外含量变化;Vina软件将J8与VEGF、FAS、DR3、DR4、DR5、TFR-1进行分子对接分析;Western blot法检测在加药前后,内皮细胞中VEGF、p-JNK、Bax、EnDOG、Caspase-3、Caspase-8以及Caspase-9蛋白表达水平的变化。分子对接结果表明VEGF、FAS对应的靶点蛋白与J8结合性能较好且多位点结合。HUVEC细胞在加入J8作用24 h后,VEGF、p-JNK等蛋白表达明显下调,并可显著上调诱导凋亡相关蛋白Bax和EnDOG的表达,而且对Caspase-3、Caspase-8以及Caspase-9的表达水平无显著的影响。J8可能是通过与血管内皮细胞膜表面的VEGF结合,抑制血管内皮细胞增殖,通过削弱VEGF/JNK通路活性从而引起内皮细胞凋亡。     

β-葡萄糖苷酶的糖耐受和促活性质研究

【目的】以葡萄糖耐受并促活的β-葡萄糖苷酶Bgl2A为出发材料,寻找与β-葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受和促活性质相关的重要氨基酸残基位点并对其进行突变;对突变酶性质进行检测,结合分子对接,探究突变对酶的糖耐受和促活性质的影响及机制;进而对葡萄糖不耐受的Bgl3A (Bgl2A:A22S/V224S)进行分子改造,以获得应用潜能更好的突变酶。【方法】通过序列和结构比对、统计耦联分析和结构分析,选取Bgl2A底物通道口、蛋白质表面以及活性中心附近可能间接影响葡萄糖耐受和促活性质的残基作为突变位点,构建了多个突变酶,并对其酶学性质进行检测。【结果】以Bgl2A为出发酶,D322I、W325A、W126Y、F172N、C173I和N226V的糖耐受和促活性质显著提升。分子对接提示,这些突变可能是通过变构效应影响活性中心与葡萄糖结合的自由能,从而改变酶葡萄糖耐受和促活性质。据此,在Bgl3A分子上对应构建多个突变体,筛选获得了较出发酶在糖耐受和促活性质提升的同时保持较高酶活和稳定性的突变酶N226V和F172N。【结论】除了酶与葡萄糖直接结合的位点,不与葡萄糖直接相互作用的位点也可通过远程作用间接影响...     

面向虚拟筛选的GPU加速的分子对接方法

虚拟筛选是在计算机上对化合物分子进行模拟预筛选,找出容易和药物靶标结合的小分子(配体),从而降低实际实验测试次数,提高药物先导化合物的发现效率。常用的分子对接软件可以用于基于结构的虚拟筛选,寻找配体与靶标的最佳的作用模式和结合构象,并通过打分函数来筛选出潜在的配体。现有的对接软件如AutoDock Vina等在分子对接过程中需要耗费大量时间和计算资源,特别是面对大规模分子对接时,过长的筛选时间不能满足应用需求,因此,本文在最高效的QVina2对接软件基础上,提出一种基于GPU的QVina 2并行化方法QVina2-GPU,利用GPU硬件高度并行体系加速分子对接。具体包括增加初始化分子构象数量,以扩展蒙特卡罗的迭代局部搜索中线程的并行规模,增加蒙特卡罗的迭代搜索的广度以减少每次蒙特卡罗迭代搜索深度,并利用Wolfe-Powell准则改进局部搜索算法,提高了对接精度,进一步减少蒙特卡罗迭代搜索深度,最后,在NVIDIA Geforce RTX 3090平台上在公开的配体数据库上验证了QVina2-GPU的性能,实验表明在保证分子对接精度的基础上,我们提出的QVina2-GPU对Qvina2的平均加速比达到5.18倍,最大加速比达到12.28倍。     

基于处方挖掘与分子动力学模拟筛选严重急性呼吸综合征冠状病毒2潜在抑制剂分子的研究

目的 从中药筛选具有潜在抑制严重急性呼吸综合征冠状病毒2 （SARS-CoV-2） 活性的成分，进一步从原子水平揭 示其抑制SARS-CoV-2 表面刺突蛋白（S 蛋白） 受体结合域（RBD） 与血管紧张素转化酶2 （ACE2） 结合的内在机制。 方法 检索新型冠状病毒（简称“新冠肺炎”） 治疗中药处方，构建“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”。用具有ACE2 抑制活性的小分子化合物构建HipHop药效团模型，并对“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”中活性成分筛选。采用分子 对接和分子动力学模拟方法研究候选活性成分与ACE2 的结合方式及其对SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 识别的影响。 结果 本文通过中药处方挖掘和分子动力学模拟，从143 个新冠肺炎治疗中药处方中筛选出10 种可与SARS-CoV-2 S 蛋白/ 人源ACE2 识别位点结合的中药成分。其中，枇杷叶主要活性成分23-trans-p-coumaryhormentic acid 与ACE2 具有最高的亲和 力，且23-trans-p-coumaryhormentic acid 的结合可有效阻断SARS-CoV-2 S蛋白与宿主细胞ACE2 的结合。结论 本文通过虚 拟筛选发现了SARS-CoV-2 潜在抑制剂分子23-trans-p-coumaryhormentic acid，同时从原子水平预测了其抑制SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 结合的内在机制，这将为SARS-CoV-2 特异性抗病毒药物的研发提供理论依据。     

人白介素6与其受体结合特定结构域的预测

借助人白介素6的核磁共振构象, 以人生长因子受体为模板同源模建的人白介素6受体空间构象, 通过表观静电势分析, 结合空间构象的互补性对人白介素6与其受体进行分子对接, 在分子力学优化、分子动力学动态模拟的基础上获得稳定的复合物结构, 从理论上预测人白介素6与其受体相互作用的结构域, 进一步确定影响人白介素6与其受体相互作用的特定位点, 为确定靶蛋白人白介素6的活性部位、利用计算机寻找和辅助设计新的拮抗剂提供理论依据.     

医院信息系统整体柔性分析

医院信息系统是一项复杂的系统工程，要求在多变的环境下，与时俱进，作出改变。针对盲目强调柔性而可能导致的非柔性，提出医院信息系统需要适度柔性，以达到真正柔性的目的，并通过研究医院信息系统各分系统的运行关系并结合当前政策环境，确立电子病历系统以及医保系统应当具备相对高的柔性。     

无缝隙对接服务工程中医疗服务管理理念的探究

目的:探究创新医疗卫生服务管理理念的开展、实施无缝隙对接服务工程的成果以及具体方法。方法:对本院2013年1月-2013年12月期间的门诊量、出住院病人数、人均住院天数、患者满意度等资料进行回顾性的分析,对采用无缝隙对接服务工程的前、后的成果进行对比研究。结果:2013年1月-2013年12月期间本院门诊量、出院人数较去年同期分别增长了9.19%和14.0%;患者平均住院12.1 d,同比减少了0.7 d;患者满意度达到了98.7%,接到投诉312次,同比减少了200余次。结论:无缝对接工程的实施,改造并创新了医疗服务管理的理念,对于提高患者满意度,实现了社会、经济效益的双收具有积极意义。     

酿酒酵母人造纤维小体的研究进展

纤维素乙醇的统合生物加工过程(consolidated bioprocessing,CBP)是将(半)纤维素酶生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合,通过一种微生物完成的生物加工过程。CBP有利于降低生物转化过程的成本,受到研究者的普遍关注。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)作为传统的乙醇生产菌株,是极具潜力的CBP底盘细胞。纤维小体是某些厌氧微生物细胞表面由纤维素酶系与支架蛋白组成的大分子复合物,它能高效降解木质纤维,在酿酒酵母表面展示纤维小体已成为构建CBP细胞的研究热点。笔者综述了人造纤维小体在酿酒酵母细胞表面展示组装的研究进展,重点阐述了纤维小体各元件的设计和改造,并针对酿酒酵母分泌途径的改造,提出提高人造纤维小体分泌组装的可能性策略。     

Gait Study and Pattern Generation of a Starfish-Like Soft Robot with Flexible Rays Actuated by SMAs

This paper presents the design and development of a starfish-like soft robot with flexible rays and the implementation of multi-gait locomotion using Shape Memory Alloy （SMA） actuators. The design principle was inspired by the starfish, which possesses a remarkable symmetrical structure and soft internal skeleton. A soft robot body was constructed by using 3D printing technology. A kinematic model of the SMA spring was built and developed for motion control according to displacement and force requirements. The locomotion inspired from starfish was applied to the implementation of the multi-ray robot through the flexible actuation induced multi-gait movements in various environments. By virtue of the proposed ray control patterns in gait transition, the soft robot was able to cross over an obstacle approximately twice of its body height. Results also showed that the speed of the soft robot was 6.5 times faster on sand than on a clammy rough terrain. These experiments demonstrated that the bionic soft robot with flexible rays actuated by SMAs and multi-gait locomotion in proposed patterns can perform successfully and smoothly in various terrains.