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一种高效的多细胞分子动力学算法
1
作者 金明灿 胡长军 +2 位作者 李建江 李越 韩载浩 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第4期843-846,共4页
多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法.因为利用不同作用路径的多细胞分子动力学算法的消息传递次数彼此不同,利用作用路径能够优化消息传递次数.优化消息传递次数是一种设计高效并行算法的方法.因此,本文研究十... 多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法.因为利用不同作用路径的多细胞分子动力学算法的消息传递次数彼此不同,利用作用路径能够优化消息传递次数.优化消息传递次数是一种设计高效并行算法的方法.因此,本文研究十六个不同的作用路径,推导出十六个表示消息传递次数的数学模型,并在高性能通信和负载平衡方面决定十六个模型中最好的.实验结果表明模型的平均正确率是99.1391%,它的一个时间步骤的并行效率比HS算法平均提高了5.16%,处理器数的增加和截断半径的优化提高其并行效率. 展开更多
关键词 并行计算 多细胞分子动力学算法 作用路径 消息传递次数
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脑小血管病患者皮质血流动力学改变与血管细胞黏附分子-1水平相关分析
2
作者 陈巨罗 刘璐 +2 位作者 马培旗 王福星 王幼萌 《中国现代神经疾病杂志》 北大核心 2025年第7期637-643,共7页
目的 探讨脑小血管病患者血浆血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)水平与皮质血流动力学改变之间的相关性。方法 选择2021年10月至2023年6月安徽省阜阳市人民医院诊断与治疗的67例脑小血管病患者和55例对照者,采用酶联免疫吸附试验测定血浆VCAM-... 目的 探讨脑小血管病患者血浆血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)水平与皮质血流动力学改变之间的相关性。方法 选择2021年10月至2023年6月安徽省阜阳市人民医院诊断与治疗的67例脑小血管病患者和55例对照者,采用酶联免疫吸附试验测定血浆VCAM-1水平,三维动脉自旋标记测量不同皮质区域脑血流量(CBF),采用Pearson相关分析和偏相关分析探讨血浆VCAM-1水平与各皮质区域CBF值的相关性。结果 脑小血管病患者血浆VCAM-1水平与左侧颞上回(r=-0.285,P=0.021)、缘上回(r=-0.250,P=0.044)、岛叶(r=-0.270,P=0.030)、内侧前额皮质(r=-0.329,P=0.008)、颞中回(r=-0.282,P=0.023)、旁中央小叶(r=-0.274,P=0.027),以及右侧颞中回(r=-0.298,P=0.016)、中央后回(r=-0.264,P=0.033)、颞上回(r=-0.275,P=0.027)、缘上回(r=-0.293,P=0.018)、岛叶(r=-0.255,P=0.041)CBF值均呈负相关关系,仅左内侧前额皮质CBF值低于对照者[(33.46±8.27)ml/(min·100 g)对(36.56±8.74)ml/(min·100 g);t=-2.009,P=0.047]。结论 VCAM-1有望成为评估脑小血管病患者局部血流动力学障碍的血液学标志物,推测是由于高血压引起血管内皮损伤、炎症反应导致局部脑低灌注所致。 展开更多
关键词 大脑小血管疾病 血管细胞黏附分子1 血流动力学 磁共振成像
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LLM-105的ReaxFF参数优化与分子动力学模拟
3
作者 宋亮 张泳 +5 位作者 叶婧 陈博聪 侯方超 苏浩龙 蒋俊 周素芹 《火炸药学报》 北大核心 2025年第2期138-149,I0006,共13页
针对ReaxFF初始力场描述2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧化物(LLM-105)的不足,采用了一种基于梯度下降算法JAX-ReaxFF框架策略,对ReaxFF反应力场进行了重新参数化,特别关注不同键和键角的势能面解离变化;在模拟不同温度和分解速率的反应过程... 针对ReaxFF初始力场描述2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧化物(LLM-105)的不足,采用了一种基于梯度下降算法JAX-ReaxFF框架策略,对ReaxFF反应力场进行了重新参数化,特别关注不同键和键角的势能面解离变化;在模拟不同温度和分解速率的反应过程中,深入分析了LLM-105的反应机制。结果表明,当温度为1500 K时,分子反应主要聚焦于聚合和脱氢反应;随着温度的逐渐升高,LLM-105的反应模式呈现出了新的变化,当温度不小于2000 K时,除了原有的聚合和脱氢反应外,还观察到了C-NO_(2)键和C-NH_(2)键的断裂现象;值得注意的是,C-NO_(2)键的断裂成为触发这一系列反应的关键因素;随着分子中的C-NO_(2)和C-NH_(2)键开始发生均裂反应,促进了中间产物HON_(2)、NO_(2)和NH_(3)的形成,并经历一系列复杂的相互反应,最终生成了N_(2)、H_(2)O和CO_(2)等稳定产物,表明该力场能够有效模拟在不同温度和加热速率下的化学反应变化。 展开更多
关键词 量子化学 LLM-105 梯度下降算法 分解机制 分子动力学模拟 ReaxFF力场
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基于分子动力学模拟的木材细胞壁与水分相互作用研究进展 被引量：2
4
作者 徐佳佳 李京予 +1 位作者 张润华 马尔妮 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期165-173,共9页
木材是一种典型的天然高分子材料,在分子尺度上解读水分对木材微纳结构的影响,是木材中水分研究的重难点。文中概述了分子动力学模拟的一般过程,重点介绍了近年来分子动力学模拟在木材-水分的研究领域中,对细胞壁化学组分纤维素、半纤... 木材是一种典型的天然高分子材料,在分子尺度上解读水分对木材微纳结构的影响,是木材中水分研究的重难点。文中概述了分子动力学模拟的一般过程,重点介绍了近年来分子动力学模拟在木材-水分的研究领域中,对细胞壁化学组分纤维素、半纤维素、木质素与水分相互作用以及细胞壁各组分之间的界面与水分相互作用等方面的最新研究进展,最后提出了相关的现存问题,并就未来的发展方向进行展望,以期为深入揭示木材与水分的相互作用提供参考。 展开更多
关键词 木材 细胞壁 水分 相互作用 分子动力学模拟
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基于改进细胞链表算法的分子动力学模拟性能优化模型
5
作者 金明灿 胡长军 +1 位作者 李建江 苗庆松 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第2期12-15,共4页
在改进的细胞链表算法中,细胞大小的减少会降低该算法的通信量和粒子之间距离计算的次数,同时会增加邻居细胞的数量。多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法。将改进细胞链表算法的基本思想应用到多细胞分子动力学... 在改进的细胞链表算法中,细胞大小的减少会降低该算法的通信量和粒子之间距离计算的次数,同时会增加邻居细胞的数量。多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法。将改进细胞链表算法的基本思想应用到多细胞分子动力学算法中,推导出了一个分子动力学模拟性能评价模型,并据此提出一个优化模型来加速分子动力学模拟。实验结果表明,根据该优化模型确定的细胞大小可以提高分子动力学模拟程序的性能。 展开更多
关键词 并行计算 细胞链表算法 多细胞分子动力学算法 性能评价 细胞大小的优化
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基于分子动力学模拟的改进混合蛙跳算法 被引量：9
6
作者 张潇丹 胡峰 +1 位作者 赵力 邹采荣 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2012年第3期327-332,共6页
针对基本的混合蛙跳算法(Shuffled frog leaping algorithm,SFLA)后期搜索速度变慢,容易陷入局部最优解的缺点,借鉴分子动力学(Molecular dynamics,MD)模拟的思想,提出一种基于分子动力学模拟的改进的混合蛙跳算法。该算法将种群中的粒... 针对基本的混合蛙跳算法(Shuffled frog leaping algorithm,SFLA)后期搜索速度变慢,容易陷入局部最优解的缺点,借鉴分子动力学(Molecular dynamics,MD)模拟的思想,提出一种基于分子动力学模拟的改进的混合蛙跳算法。该算法将种群中的粒子等效成分子,并提出一种新的分子间作用力计算方法来代替两体间经典的Lennard-Jones作用力计算方法,利用Velocity-Verlet算法和高斯变异算子代替基本混合蛙跳算法的更新策略,有效地平衡了种群的多样性和搜索的高效性。高维多峰函数测试的结果表明,基于分子动力学模拟的改进混合蛙跳算法能提高算法后期跳出局部极值的能力,全局寻优能力明显优于基本的混合蛙跳算法。 展开更多
关键词 分子动力学 混合蛙跳算法 分子间作用力 Velocity—Verlet算法 高斯变异
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液态金属凝固过程分子动力学模拟的并行算法研究 被引量：6
7
作者 董科军 刘让苏 +2 位作者 郑采星 胡庆丰 何新芳 《计算机工程与科学》 CSCD 2000年第3期45-47,51,共4页
本文对原来只适用于在微机上对由 50 0～ 1 0 0 0个液态金属原子组成的小系统的凝固过程进行分子动力学模拟研究的串行计算程序作了深入分析 ,并进一步将其改造成为可以在并行处理系统上对由 50 0 0 0～ 1 0 0 0 0 0个以上原子组成的大... 本文对原来只适用于在微机上对由 50 0～ 1 0 0 0个液态金属原子组成的小系统的凝固过程进行分子动力学模拟研究的串行计算程序作了深入分析 ,并进一步将其改造成为可以在并行处理系统上对由 50 0 0 0～ 1 0 0 0 0 0个以上原子组成的大系统的凝固过程进行分子动力学模拟研究的并行计算程序。这样 ,将使模拟研究的系统可容纳的原子数扩大 1 0 0倍以上 。 展开更多
关键词 分子动力学 并行算法 液态金属 凝固过程
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分子动力学并行算法研究 被引量：12
8
作者 徐伟 李玉忱 王丽 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第14期218-221,共4页
文章阐述了三种用于分子动力学计算的并行算法,并分别就算法的计算量、通信量和负载均衡进行了分析。
关键词 并行计算 原子级模拟固态 液态物质 分子动力学 并行算法
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基于分子动力学模拟与实验验证探讨黄芩素抑制PD-1/PD-L1相互作用的分子机制 被引量：1
9
作者 郭妍 郭怡琳 +1 位作者 刘柏平 徐建国 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第2期40-47,共8页
为研究黄芩素阻断程序性细胞死亡-1/程序性细胞死亡配体1(PD-1/PD-L1)通路的分子机制,本文首先采用分子对接、分子动力学模拟、结合自由能计算和主成分分析等方法预测了黄芩素的抑制作用,然后利用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行了实验验... 为研究黄芩素阻断程序性细胞死亡-1/程序性细胞死亡配体1(PD-1/PD-L1)通路的分子机制,本文首先采用分子对接、分子动力学模拟、结合自由能计算和主成分分析等方法预测了黄芩素的抑制作用,然后利用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行了实验验证。结合自由能结果表明,黄芩素与PD-L1二聚体(PD-L1 dimer)的结合亲和力为-32.41±0.31 kcal/mol。结合能分解、接触数和非键相互作用结果显示,黄芩素主要结合在PD-L1 dimer的C-、C’-、F-和G-sheet区域,其中关键残基Tyr56、Met115、Ala121和Asp122与黄芩素之间的非极性相互作用在结合过程中起主导作用。互相关矩阵和二级结构结果进一步表明,黄芩素可与PD-L1 dimer的sheet区域稳定结合。ELISA结果显示黄芩素对PD-1/PD-L1相互作用抑制率的IC_(50)为79.47μg/L。黄芩素可通过直接与PD-L1dimer结合抑制PD-1/PD-L1相互作用,本研究为该通路天然小分子抑制剂的发现提供了依据。 展开更多
关键词 程序性细胞死亡-1/程序性细胞死亡配体1 天然小分子 黄芩素 分子动力学模拟 抑制机制
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天冬酰胺酶超分子脂质纳米粒在大鼠体内的药代动力学与药效学研究
10
作者 吴艳 万胜利 +2 位作者 李瑶 秦红 张景勍 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1190-1194,共5页
目的研究天冬酰胺酶磺丁基-β-环糊精超分子脂质纳米粒(ASLN)在大鼠体内的药代动力学行为,并初步探讨其对小细胞肺癌细胞增殖的抑制作用。方法采用逆相蒸发法制备ASLN,考察其形态、粒径、zeta电位和包封率。12只SD大鼠随机分为2组,每组6... 目的研究天冬酰胺酶磺丁基-β-环糊精超分子脂质纳米粒(ASLN)在大鼠体内的药代动力学行为,并初步探讨其对小细胞肺癌细胞增殖的抑制作用。方法采用逆相蒸发法制备ASLN,考察其形态、粒径、zeta电位和包封率。12只SD大鼠随机分为2组,每组6只,分别静脉注射ASLN和游离天冬酰胺酶(Aase)2 kU/kg后,于48 h内的不同时间点取大鼠眼眶血测定血浆样品中Aase的活性,并绘制活性-时间曲线,采用DAS 2.1.1软件计算药代动力学参数。采用MTT法检测ASLN对小细胞肺癌细胞H446的细胞毒性作用。结果ASLN呈球形或类球形,其粒径为(321.27±1.42)nm,zeta电位为(-9.31±0.42)mV,包封率为(66.46±1.57)%。ASLN和Aase的0~48 h活性-时间曲线AUC分别为(199.48±2.18)、(57.63±3.89)U·mL^(-1)·h,平均滞留时间分别为(4.40±0.05)、(2.09±0.07)h,峰浓度分别为(35.49±1.11)、(27.58±1.28)U/mL。ASLN相对Aase的生物利用度为325.96%。细胞毒性结果表明,ASLN对H446细胞具有增殖抑制作用,抑制率与其浓度呈正相关。结论ASLN能改善Aase的药代动力学行为,提高Aase的生物利用度,并抑制小细胞肺癌细胞的增殖。 展开更多
关键词 天冬酰胺酶 超分子脂质纳米粒 药代动力学 生物利用度 小细胞肺癌
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采用分子动力学模拟研究张力对β1整合素与ICAP1互作的影响
11
作者 石玉珍 方颖 吴建华 《医用生物力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1197-1203,共7页
目的探究张力调控ICAP1/β1整合素相互作用的机制与分子结构基础。方法基于ICAP1/β1整合素胞质尾部复合物的晶体结构数据(PDB ID:4DX9),通过拉伸分子动力学模拟,观察分析β1整合素上的张力加载对ICAP1/β1整合素复合物结构和结合力的... 目的探究张力调控ICAP1/β1整合素相互作用的机制与分子结构基础。方法基于ICAP1/β1整合素胞质尾部复合物的晶体结构数据(PDB ID:4DX9),通过拉伸分子动力学模拟,观察分析β1整合素上的张力加载对ICAP1/β1整合素复合物结构和结合力的影响。结果张力将通过诱导结合界面的局部变构来双向调节ICAP1/β1整合素复合物的解离,它将先提高后降低β1整合素对ICAP1的结合亲和力,阈值点发生在10 pN。对张力加载敏感的主要残基相互作用主要存在于ARG^(140)-THR^(789)、MET^(141)-THR^(789)和ASP^(145)-SER^(785)之中。结论随着加载在β1整合素胞质尾部的张力增加,结合面的变构将导致ICAP1对β1整合素活化的抑制作用先增强后减弱,张力转捩点出现在10 pN,提示力开启的整合素激活,需要具备足够的力学刺激强度。研究结果为靶向β1整合素的抗体药物研发提供了一条新思路。 展开更多
关键词 Β1整合素 整合素细胞质结构域相关蛋白-1 分子动力学模拟 力信号转导
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分子动力学并行算法的优化与应用 被引量：6
12
作者 刘正华 杨决宽 陈云飞 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期718-720,共3页
比较了小型机群中模拟小规模粒子系统采用原子分解和区域分解算法的模拟时间。针对原子分解算法,优化了各进程粒子的受力计算,尤其对严重影响并行效率的全局通信进行了优化,最终使得并行效率提高了30%以上。使用该优化算法对固态氩的导... 比较了小型机群中模拟小规模粒子系统采用原子分解和区域分解算法的模拟时间。针对原子分解算法,优化了各进程粒子的受力计算,尤其对严重影响并行效率的全局通信进行了优化,最终使得并行效率提高了30%以上。使用该优化算法对固态氩的导热系数进行了计算,模拟结果与实验值比较吻合,大大缩短了时间。 展开更多
关键词 分子动力学 并行算法 原子分解法 MPI_Allgather 邻居交换算法 非阻塞通信
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基于GPU的分子动力学模拟Cell Verlet算法实现及其并行性能分析 被引量：6
13
作者 张帅 徐顺 +1 位作者 刘倩 金钟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第10期291-294,299,共5页
分子动力学模拟存在空间和时间的复杂性,并行加速分子的模拟过程尤为重要。基于GPU硬件数据并行架构的特点,组合分子动力学模拟的原子划分和空间划分的并行策略,优化实现了短程作用力计算Cell Verlet算法,并对分子动力学核心基础算法的... 分子动力学模拟存在空间和时间的复杂性,并行加速分子的模拟过程尤为重要。基于GPU硬件数据并行架构的特点,组合分子动力学模拟的原子划分和空间划分的并行策略,优化实现了短程作用力计算Cell Verlet算法,并对分子动力学核心基础算法的GPU实现做了优化和性能分析。Cell Verlet算法实现首先采用原子划分的方式,将每个粒子的模拟计算任务映射到每个GPU线程,并采用空间划分的方式将模拟区域进行元胞划分,建立元胞索引表,实现粒子在模拟空间的实时定位;而在计算粒子间的作用力时,引入希尔伯特空间填充曲线方法来保持数据的线性存储与数据的三维空间分布的局部相关性,以便通过缓存加速GPU的全局内存访问;也利用了访存地址对齐和块内共享等技术来优化设计GPU分子动力学模拟过程。实例测试与对比分析显示,当前的算法实现具有强可扩展性和加速比等优势。 展开更多
关键词 分子动力学 CELL Verlet算法 GPU异构计算 互斥同步优化 访存局部性
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GROMOS96分子动力学模拟的并行优化算法 被引量：2
14
作者 王文睿 陈国良 孙广中 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期76-82,共7页
介绍了流行的分子动力学软件GROMOS96中的MD算法 ,分析了制约GRO MOS96性能的原因 ,并提出一种优化的算法 ,将邻域原子搜索的时间复杂度从O(N2 )降低到O(NlogN) ;同时并行化了GROMOS96算法 ,并进一步在国产曙光并行机上开发了基于MPI的... 介绍了流行的分子动力学软件GROMOS96中的MD算法 ,分析了制约GRO MOS96性能的原因 ,并提出一种优化的算法 ,将邻域原子搜索的时间复杂度从O(N2 )降低到O(NlogN) ;同时并行化了GROMOS96算法 ,并进一步在国产曙光并行机上开发了基于MPI的软件 。 展开更多
关键词 算法 并行 分子动力学模拟 优化
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分子动力学和人工神经网络的算法耦合研究 被引量：1
15
作者 雷博 饶金理 +4 位作者 覃武 何克波 唐玲 霍明 江建军 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期284-286,290,共4页
对比了分子动力学和人工神经网络两种不同模拟算法的主要特点,提出了将这两种算法相互耦合,即将分子动力学的模拟结果作为人工神经网络的训练样本,训练后的人工神经网络用来预测。利用分子动力学建立了金刚石表面化学气相沉淀的模型,运... 对比了分子动力学和人工神经网络两种不同模拟算法的主要特点,提出了将这两种算法相互耦合,即将分子动力学的模拟结果作为人工神经网络的训练样本,训练后的人工神经网络用来预测。利用分子动力学建立了金刚石表面化学气相沉淀的模型,运用两种算法的耦合计算了碳原子在金刚石表面吸收概率,解吸收概率和散射概率。计算表明,这两种算法的耦合可节省计算资源,同时保证了一定的精确度。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 人工神经网络 算法耦合 薄膜生长
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全原子分子动力学模拟反相色谱分离细胞色素C的过程 被引量：1
16
作者 康锴 卢滇楠 +1 位作者 张敏莲 刘铮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期660-667,共8页
采用全原子分子动力学方法模拟了反相色谱分离蛋白质的吸附和洗脱过程。采用表面键合C4烷基链的硅胶基质作为反相色谱介质和细胞色素C作为蛋白质模型,模拟蛋白质在反相色谱分离过程中的构象变化。结果显示:在吸附过程中,蛋白质在释放出... 采用全原子分子动力学方法模拟了反相色谱分离蛋白质的吸附和洗脱过程。采用表面键合C4烷基链的硅胶基质作为反相色谱介质和细胞色素C作为蛋白质模型,模拟蛋白质在反相色谱分离过程中的构象变化。结果显示:在吸附过程中,蛋白质在释放出表面结合水分子的同时置换出色谱介质表面的水分子。与其在溶液中的天然构象相比,吸附态蛋白质的构象发生改变。在洗脱过程中,随着溶剂从水切换到甲醇,甲醇取代水分子包覆在介质和蛋白质表面,将蛋白质从介质表面置换下来。分子模拟的结果再现了有关反相色谱'优先水化'的吸附机制,并从分子水平上展现了吸附和洗脱过程中蛋白质、色谱介质和溶剂之间相互作用,对反相色谱介质设计和过程优化提供了参考。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 反相液相色谱 吸附 洗脱 细胞色素C 硅胶
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人类细胞色素P450 2E1酶在不同乙醇浓度下构象变化的分子动力学模拟（英文） 被引量：2
17
作者 王衍 郑清川 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2226-2235,共10页
细胞色素P450(CYP)2E1家族酶是一种具有双重功能的单加氧酶,能够参与市场上6%药物的代谢而具有重要的作用.这类酶与酒精的消耗、糖尿病、肥胖症以及厌食症等密切相关,引起了广泛的研究兴趣.目前尚未见从原子水平上对这种酶在不同乙醇浓... 细胞色素P450(CYP)2E1家族酶是一种具有双重功能的单加氧酶,能够参与市场上6%药物的代谢而具有重要的作用.这类酶与酒精的消耗、糖尿病、肥胖症以及厌食症等密切相关,引起了广泛的研究兴趣.目前尚未见从原子水平上对这种酶在不同乙醇浓度下构象行为的研究.基于此,本文研究了花生四烯酸(AA)与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下构象与能量变化的特点.对于在不同乙醇浓度下AA与CYP2E1的复合物结构,采用分子动力学模拟结合自由能计算的方法进行研究.分子动力学模拟结果表明,His109和Lys243氨基酸残基对AA与CYP2E1的结合起到了至关重要的作用.当体系的乙醇浓度较高时,AA的结合能力有所下降,这种结合能力的下降是由于AA与CYP2E1之间氢键相互作用力的减弱所致.本研究对于AA与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下,AA分子与CYP2E1分子结合能力下降以及CYP2E1的构象变化给出了详细的解释.本研究工作得到的结论对于实验和理论研究均有重要意义,可为后续细胞色素P450酶类催化活性的研究提供理论支持. 展开更多
关键词 细胞色素P450 2E1酶 分子动力学模拟 结合自由能计算
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基于蛋白质专一性力场和分子动力学模拟研究细胞周期依赖性蛋白激酶5与Roscovitine衍生物的作用机制
18
作者 董珂珂 王璇 +1 位作者 杨雪雨 朱小蕾 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期127-132,共6页
本文通过分子对接,将极化的蛋白质专一性电荷(PPC)替换AMBERFF03电荷,利用分子动力学模拟(MD)和结合自由能计算等方法研究3种Roscovitine衍生物抑制剂与细胞周期依赖性蛋白激酶5(CDK5)的相互作用,分析药物与其周围残基之间的氢键作用以... 本文通过分子对接,将极化的蛋白质专一性电荷(PPC)替换AMBERFF03电荷,利用分子动力学模拟(MD)和结合自由能计算等方法研究3种Roscovitine衍生物抑制剂与细胞周期依赖性蛋白激酶5(CDK5)的相互作用,分析药物与其周围残基之间的氢键作用以及蛋白质极化对静电作用和范德华作用等的影响。模拟结果表明:3种抑制剂与CDK5的结合模式很相似,范德华力对亲和能有较大贡献。但残基分解分析表明Glu81、Cys83和Lys89与抑制剂形成静电相互作用能显著区分3种不同Roscovitine衍生物类抑制剂的生物活性。 展开更多
关键词 Roscovitine衍生物 细胞周期依赖性蛋白激酶5 分子动力学模拟 蛋白质专一性电荷
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确定性横向迁移装置中细胞运动特性的分子动力学研究
19
作者 葛露明 韦伟汛 黄志刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1421-1427,共7页
确定性横向迁移(deterministic lateral displacement,DLD)是一种常用的微粒分离技术,依据粒子尺寸和微流道层流特征分离颗粒。传统的DLD理论一般只考虑刚性粒子,难以描述细胞等柔性颗粒的分离过程。结合分子动力学粗粒度模型和雷诺相... 确定性横向迁移(deterministic lateral displacement,DLD)是一种常用的微粒分离技术,依据粒子尺寸和微流道层流特征分离颗粒。传统的DLD理论一般只考虑刚性粒子,难以描述细胞等柔性颗粒的分离过程。结合分子动力学粗粒度模型和雷诺相似性原理,对DLD装置中柔性细胞的分离、变形和受力情况进行了研究。仿真结果发现,纳观尺度下的DLD细胞分离路线与宏观尺度的一般分离原理相符。而在微观尺度下,细胞分离过程中细胞的变形破坏主要出现在细胞与微柱接触处,而且该处所受应力最大。研究结果揭示了柔性颗粒通过DLD装置的运动细节。 展开更多
关键词 确定性横向迁移 细胞 运动特性 分子动力学模拟
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基于量化计算和分子动力学模拟深入探究细胞色素酶P4504Z1催化月桂酸的区域选择性 被引量：1
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作者 张超 吕旭东 +3 位作者 马宇飞 颜菲 王翠红 张美玲 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期689-698,共10页
细胞色素酶P4504(CYP4)家族是人类第二大CYP家族,除CYP4F8、CYP4F12、CYP4X1和CYP4Z1外,大多数CYP4酶都是ω-羟化酶。CYP4Z1是CYP4家族的一个新成员,是目前研究甚少的"孤儿"酶之一,它的过表达会促进乳腺癌中的肿瘤血管生成和... 细胞色素酶P4504(CYP4)家族是人类第二大CYP家族,除CYP4F8、CYP4F12、CYP4X1和CYP4Z1外,大多数CYP4酶都是ω-羟化酶。CYP4Z1是CYP4家族的一个新成员,是目前研究甚少的"孤儿"酶之一,它的过表达会促进乳腺癌中的肿瘤血管生成和生长,并与某些高恶性肿瘤及愈后不良相关,是癌症治疗的潜在药物靶标。月桂酸在各种癌症的治疗和术后康复的调节中发挥重要作用。据报道,月桂酸的链内羟基化由细胞色素CYP4Z1催化,但其催化机制尚不清楚。在这项研究中,使用了量化计算、同源建模、分子对接、分子动力学模拟、自由能分析和主成分分析等方法,深入研究月桂酸羟基化的代谢特征。基于血红素和月桂酸模型的量化计算表明,潜在的羟基化位点的夺氢能垒范围为56.2至85.1 kJ/mol,其中ω-4位点的能垒最低。分子对接的结果表明,活性位点附近的Ser383、Ser113在稳定月桂酸的过程中发挥重要作用。分子动力学模拟结果表明,血红素平面与π-π相互作用形成的共同相互作用,促使ω-4位点更靠近活性氧,这与研究观察结果是一致的。当参与形成π-π相互作用的Phe313突变为Ala313时,对催化选择性的影响消失。自由能分析表明,CYP4Z1活性位点周围的芳香族氨基酸对催化选择性发挥决定性作用。本文探究细胞色素酶P4504Z1主要催化月桂酸的ω-4位点,决定该区域选择性的因素是芳香族氨基酸的π-π相互作用。 展开更多
关键词 细胞色素酶P4504Z1 分子动力学模拟 量化计算 点突变
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