一種研究葫蘆脲與客體包結(jié)強(qiáng)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(jié)合常數(shù)的預(yù)測(cè)方法。具體為先構(gòu)建體系的結(jié)構(gòu)，隨后計(jì)算葫蘆脲與客體包結(jié)時(shí)的自由能曲線，在此基礎(chǔ)上通過Eyring公式計(jì)算結(jié)合常數(shù)。結(jié)果表明，使用該方法所得的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值非常接近?？梢娡ㄟ^此方法可以顯著提高對(duì)葫蘆脲與客體小分子的結(jié)合常數(shù)的評(píng)估效率，并為進(jìn)一步改進(jìn)基于葫蘆脲與客體包結(jié)的藥物載體提供理論指導(dǎo)。因此，本文所述理論方法可用于對(duì)葫蘆脲與客體分子的結(jié)合常數(shù)的預(yù)測(cè)。
【專利說明】一種研究葫蘆脲與客體包結(jié)強(qiáng)度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于理論研宄萌蘆脲與客體包結(jié)的結(jié)合常數(shù)的問題。

【背景技術(shù)】
[0002] 藥物在人體內(nèi)的自由擴(kuò)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(gè)部件，一個(gè)裝載藥物的空腔和一個(gè)控制藥物釋放的閥門。對(duì) 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(zhǔn) 輪烷分子作為納米閥門用以控制藥物的釋放。準(zhǔn)輪烷中的大環(huán)分子會(huì)封住納米粒子上的孔 洞的入口。準(zhǔn)輪烷是由一個(gè)含有已二胺單元的線型分子和一個(gè)萌蘆脲分子構(gòu)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(qiáng)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(zhǔn)輪烷。改變?nèi)芤涵h(huán)境的酸堿 性，CB和線型分子形成的復(fù)合物解聚。MSNP中包含的藥物被釋放。
[0004] 萌蘆脲由于它結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和識(shí)別的專一性，已經(jīng)成為國內(nèi)外的研宄熱點(diǎn)。它可 以與脂肪胺、芳香客體、多肽、金屬離子、有機(jī)染料和藥物等形成穩(wěn)定的包結(jié)物，使得萌蘆脲 在超分子催化、分子器件和藥物運(yùn)輸?shù)确矫嬗泻芏嗟膽?yīng)用。
[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(jié)，測(cè)得了他們?cè)?不同PH下的包結(jié)常數(shù)，并且討論了碳鏈長度和銨基個(gè)數(shù)對(duì)包結(jié)常數(shù)的影響。對(duì)正烷基銨， 其中正丁銨與萌蘆脲形成最穩(wěn)定的配合物。對(duì)于脂肪二銨，烷基鏈含5或6個(gè)碳時(shí)最穩(wěn)定。 然而對(duì)于萌蘆脲與脂肪銨的包結(jié)機(jī)理，現(xiàn)在還沒有達(dá)成共識(shí)。
[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(gòu)象及運(yùn)動(dòng)過程，研宄實(shí)驗(yàn)無法觀測(cè)的現(xiàn)象并解釋已有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理， 為后者提供理論依據(jù)。目前，分子模擬方法已廣泛應(yīng)用于研宄各類復(fù)雜化學(xué)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(gòu)象以及各種神經(jīng)遞質(zhì)/荷爾蒙與目標(biāo)蛋白的結(jié) 合過程以及結(jié)合強(qiáng)度。因此，利用理論模擬研宄萌蘆脲與客體分子的包結(jié)具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問題，提供一種理論研宄萌蘆脲與客體包結(jié)的結(jié) 合常數(shù)的方法，用于認(rèn)識(shí)以及進(jìn)一步改進(jìn)萌蘆脲類分子機(jī)器。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所提供的技術(shù)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(guān)模型。 [0010] 2)采用分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件NAMD模擬體系在溶劑中的運(yùn)動(dòng)。在該程序中使用 CHARMM立場(chǎng)描述體系中各個(gè)分子之間的相互作用。應(yīng)用周期性邊界條件。使用Langevin動(dòng) 力學(xué)和Langevin活塞壓力控制，將溫度和壓強(qiáng)保持在298K和lbar。使用Verlet r-RESPA 算法對(duì)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行積分。采用SHAKE算法對(duì)所有包含氫原子的共價(jià)鍵進(jìn)行限制。對(duì)于非 鍵相互作用采用應(yīng)用截?cái)?，靜電相互作用采用PME方法處理。
[0011] 在計(jì)算中使用位置約束，將萌蘆脲的質(zhì)心約束在原點(diǎn)。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(yīng)用 Adaptive biasing force method 方法，通過下式：

【權(quán)利要求】
1. 一種理論計(jì)算葫蘆脈與客體小分子的結(jié)合常數(shù)的方法，其特征在于；應(yīng)用理論方法 計(jì)算水中，葫蘆脈與己二胺包結(jié)時(shí)的自由能曲線，并結(jié)合Eyring公式計(jì)算結(jié)合常數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)結(jié)合強(qiáng)度的方法，其特征在于：使用分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié) 合自由能計(jì)算方法預(yù)測(cè)結(jié)合常數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F9/455GK104461692SQ201410757814
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】卞希慧, 魏俊富, 李淑娟, 趙喜紅, 劉路顯 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)