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人体膝关节平地行走时的动力学模拟
基于美国BRG公司的运动及动力学仿真分析软件LifeMOD,建立包括股骨、胫骨、腓骨、4条主要韧带及肌肉在内的较完整的膝关节动力学模型,并用该模型模拟了人体下肢在平地行走时膝关节的动力学行为以及前交叉韧带缺损对膝关节接触力大小的影响.通过动力学分析,得到人体在平地行走时,胫股关节之间大的接触力值为2645N,大韧带张力为590N,发生在内侧副韧带上;当胫股关节之间的滑动受到限制时,大的韧带张力发生在前交叉韧带上,为560N,研究结果与文献较接近.通过动力学模拟,可以得出结论:胫股关节之间的滑动对韧带张力有较大影响;前交叉韧带缺损使得胫股关节之间的接触力变小.
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抗胃癌单链抗体可变区序列分析及空间结构模拟
目的:考察抗人胃癌抗体可变区轻、重链序列,选择合适的连接肽构建单链抗体,并模拟其三级结构,预测单链抗体结构与功能关系.方法:利用获得的源自抗人胃癌噬菌体抗体库中筛选出的抗体可变区轻、重链序列,通过分析抗体轻重链可变区C-端、N-端结构特征,选择合适的连接肽,进而利用分子模拟原理构建单链抗体可变区的空间构象;经过力学优化、动力学模拟确定其稳定的三维结构:借助距离几何学、表观静电分布、溶液可及性表面积分析,对单链抗体的结构特征及理化性质进行理论分析.结果:成功获得的单链抗体稳定构象,除连接肽位置的1个氨基酸构象不合理之外,其他位置构象合适.轻链CDR1、CDR2以及重链CDR3溶液可及性表面积分布较强,而轻链CDR3、重链CDR1、CDR2分布较弱.重链CDR3区带有较强的负电性.结论:所构建的单链抗体三维空间结构具有较高的合理性和可靠性.
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中药原料吸湿行为研究
目的:应用吸附动力学模型研究中药原料的吸湿行为.方法:应用吸附动力模型采用非线性回归法,模拟中药原料在不同环境下的吸湿行为,并分析环境因素对其吸湿行为的影响.结果:准一级、准二级、Elovich方程可以较好的模拟中药原料的吸湿动力学行为,其中准一级动力学方程的拟合效果好.环境因素对中药原料的吸湿行为影响明显,中药原料的吸湿过程符合阿伦尼乌斯方程,温度对其吸湿行为的影响明显.结论:中药制剂原料的吸湿行为符合准一级动力学模型.
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基于动力学模拟的传染病知识本体可视化研究
进行传染病知识信息有效组织及进行可视化展示的研究,对提供传染病信息知识服务具有重要意义.通过本体建模对传染病信息进行组织,提出了使用带电质点—弹簧—阻尼的物理模型进行动力学计算的方法,并对该模型的性质进行了探讨.该方法使复杂的关联图各顶点可以自然均匀地分布,避免了顶点之间的重叠,减少了弧的交叉,有利于展现庞大而复杂的知识关联.
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新型抗癌药物多西他赛与β-微管蛋白作用位点的初步研究
目的 研究抗癌药物多西他赛(DTX)与β-微管蛋白的作用机制,确定两者的结合位点及发生相互作用的氨基酸残基,分析两者结合的动态作用过程.方法 采用分子对接法计算势能面上不同结构的DTX分子与β-微管蛋白的对接结合能和相互作用位点;运用分子动力学方法模拟结合能较低的DTX与β-微管蛋白络合物的动态作用过程.结果 分子对接模拟结果显示,DTX分子与β-微管蛋白的作用位点有3处(N1、N2和N3),选择位于N2位点对接结合能优异的DTX分子(1、2和4号结构)进行分子动力学模拟,得到了体系络合物从非平衡到平衡的动态变化作用过程.其中1号结构DTX在动力学模拟过程中形成的氢键数目明显高于2号和4号结构;1、2和4号结构DTX的溶剂可及表面积亦普遍高于紫杉醇.结论 建立了DTX与β-微管蛋白的结合作用模型,为新型紫杉醇类抗癌药物的设计和开发了提供理论指导.
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洛伐他汀生物合成途径中酰基转移酶LovD的活性机制研究
目的 将突变前后的蛋白进行分子动力学模拟,从而探讨酰基转移酶LovD活性提高的原因.方法 对酰基转移酶的平面结构进行拟合,通过底物通道NVR2.1计算软件得到LovD的主要底物,在酶活性测定过程中计算均方根偏差(root mean square deviation,RMSD)和势能、G0和G5的均方根波动(root mean square fluctuation,RMSF)数值、主要α螺旋区域Ⅰ与通道周围其他螺旋区域的距离等指标.结果 RMSD和势能的计算结果表明,叠合后的蛋白结构组成并没有发生较大的变换;G0和G5的RMSD数值比较表明,G0和G5整体的运动没有发生较大的变化;G0和G5的RMSF数值比较表明,4个局部柔性峰值微弱变化区域和1个柔性变化较大的区域;通过底物通道计算软件得到LovD主要的4条底物通道,α螺旋区域Ⅰ是形成通道的核心螺旋区域;比较G0和G5的主要通道的宽度、长度、弯曲率等数值,突变后G5的主要通道变宽、变短、弯曲率变小;G5的距离变大.结论 远距离的突变使得LovD活性提高是由于α螺旋Ⅰ末端的柔性变化,导致α螺旋Ⅰ的运动的变化,使得在α螺旋Ⅰ附近底物通道变短、变宽、弯曲率减小.这些变化可能降低了底物进出主要通道的阻力,使得参与酶催化的底物在通过这些通道的时候的速率加快,从而使得催化效率提高.
