图1:热点模拟方法。我们通过将其应用于Musashi-1的RRM1域来证明这种方法。(a)MSI1 / RNA复合物的结构。RNA(棍棒)围绕蛋白质包裹(球形)。将两个相邻的碱基A106和G107(洋红色)埋在蛋白质表面的浅口袋中。(b)通过收集涉及分子间氢键的深埋碱(洋红色)和原子(以黄色显示的供体,绿色供体显示),从复合物中的RNA产生了相互作用图。(c)相互作用图的组成部分聚集在空间中,不参与氢键的原子将其恢复为碳原子。这会产生“热点药理”。 (d)通过与荧光标记的RNA竞争确定的带有单个无碱性位点与原始同源RNA序列的RNA之间结合自由能的差异。正值表明当给定基碱被无碱位点替换时,结合减少,表明A106和G107对这种相互作用的结合亲和力的贡献大于附近的其他碱基。(e)热点药效团是基于配体筛选的模板,寻找可以模仿药效团的三维特征的化合物。屏幕导致化合物R12的鉴定,该复合R12模拟了环的几何形状,并提供了四个所需的氢键组中的三个。(F)R12与荧光素标记的RNA竞争MSI1结合,如通过荧光极化测定所观察到的。这些数据不允许确定结合亲和力。(g)热点药效团回到蛋白质结构上的叠加说明了应由理想配体捕获的相互作用:针对三个芳族侧级堆叠,以及四个分子间氢键。(H)R12在蛋白质结构上的叠加表明,该化合物有望保留芳香族堆积,并概括了四个氢键中的三个。
DNA 中的信息被编码在以侧链形式固定在脱氧核糖磷酸聚合物骨架上的碱基序列中。腺嘌呤-胸腺嘧啶和鸟嘌呤-胞嘧啶成对碱基残基之间的双氢键和三氢键使互补 DNA 序列能够选择性地自组装,从而产生以四碱基编码的分子梯状结构。1 由于这种序列选择性自组装,DNA 已成为一种多功能的纳米结构介质,在热熔化和退火后,设计的 DNA 链混合物可以杂交以提供复杂的多维结构。2–4 然而,尽管基于 DNA 的纳米技术取得了成功,但对链间氢键和糖磷酸骨架的依赖可能会损害所得结构的机械、热和化学稳定性。5,6
相邻芳香核之间的相互作用通常会导致螺旋结构,并由于轨道重叠的变化而影响沿柱状堆栈的电荷载流子传输。4 因此,PAH 中 p 堆积和氢键的充分结合使我们能够在很宽的温度范围内建立所需的液晶结构。PAH 的一个特例是萘嵌苯,它由近稠合萘组成。5 最突出的分子体系是苝四羧基二酰亚胺 (PDI),它根据其取代基和功能团组装成不同的螺旋结构。6 取代基通常以对称方式连接在 PDI 核心的两个酰亚胺位置上,并提供例如分子间氢键和 p 堆积相互作用。对于 PDI 1 螺旋纳米纤维,由于相邻分子的酰胺基团之间的氢键而组装(图 1)。 7 纤维的螺旋节距为几十纳米,这归因于定向氢键。两个酰亚胺位置上具有高空间需求的取代基也用于控制分子堆积。PDI 2 的树枝状基团刺激分子的横向旋转,并根据 PDI 核心和树枝状基元之间柔性间隔物的长度诱导复杂的螺旋柱状组织。螺旋柱可以包含 PDI 四聚体作为基本重复单元,这些四聚体基于每个层中并排的两个分子。8 在另一个
图 1:由 intDesc-MD 确定的配体-蛋白质相互作用。 (a)细分为 10 种类型。相互作用类型描述中显示L:配体、S1:水、Pro:蛋白质,在两个#符号之间的部分描述了连接它们的以下相互作用类型。 vdW:范达华尔兹相互作用,HB_OH_O:氢键(OH-O),HB_NH_O:氢键(NH-O),CH_O:CH-O相互作用,Elec_NH_O:静电相互作用(NH-O)。(a)观察到的 10 种最丰富的相互作用类型总和随时间的变化。
摘要:研究了基于原位形成的亚胺连接低聚物的各种坚固、结晶和多孔有机骨架。这些低聚物通过液-液界面反应通过协同的分子间氢键相互作用进行自组装。可溶性低聚物是具有多个未反应醛基的动力学产物,这些醛基充当氢键供体和受体,并引导所得低聚物组装成 3D 骨架。坚固的共价键和高度可逆的氢键的顺序形成增强了长程对称性并促进了大单晶的生成,其结构可通过单晶 X 射线衍射明确确定。独特的分级排列增加了亚胺键的空间位阻,从而阻止了水分子的攻击,大大提高了稳定性。骨架中的多个结合位点使得能够快速封存水中的微污染物。
相邻芳香核之间的相互作用通常会导致螺旋结构,并由于轨道重叠的变化而影响沿柱状堆栈的电荷载流子传输。4 因此,PAH 中 p 堆积和氢键的充分结合使我们能够在很宽的温度范围内建立所需的液晶结构。PAH 的一个特例是萘嵌苯,它由近稠合萘组成。5 最突出的分子体系是苝四羧基二酰亚胺 (PDI),它根据其取代基和功能团组装成不同的螺旋结构。6 取代基通常以对称方式连接在 PDI 核心的两个酰亚胺位置上,并提供例如分子间氢键和 p 堆积相互作用。对于 PDI 1 螺旋纳米纤维,由于相邻分子的酰胺基团之间的氢键而组装(图 1)。 7 纤维的螺旋节距为几十纳米,这归因于定向氢键。两个酰亚胺位置上具有高空间需求的取代基也用于控制分子堆积。PDI 2 的树枝状基团刺激分子的横向旋转,并根据 PDI 核心和树枝状基元之间柔性间隔物的长度诱导复杂的螺旋柱状组织。螺旋柱可以包含 PDI 四聚体作为基本重复单元,这些四聚体基于每个层中并排的两个分子。8 在另一个
胸腺嘧啶和鸟嘌呤与胞嘧啶配对。腺嘌呤和胸腺嘧啶是互补碱基对。同样,胞嘧啶和鸟嘌呤也是互补碱基对。DNA的这一特性称为互补性。DNA分子中腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶,鸟嘌呤的数量等于胞嘧啶。腺嘌呤和胸腺嘧啶通过两个氢键连接,胞嘧啶和鸟嘌呤通过三个氢键连接。一条多核苷酸链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。因此,这两条链被认为是互补的。 这两条链本质上是反向平行的。一条链有3个碳
摘要:氢键 (HB) 是生物系统中最丰富的基序。它们在确定蛋白质-配体结合亲和力和选择性方面起着关键作用。我们设计了两个对药物有益的 HB 数据库,数据库 A 包括约 12,000 个蛋白质-配体复合物,约 22,000 个 HB 及其几何形状,数据库 B 包括约 400 个蛋白质-配体复合物,约 2200 个 HB,它们的几何形状和键强度通过我们的局部振动模式分析确定。我们确定了七种主要的 HB 模式,可用作从头 QSAR 模型来预测特定蛋白质-配体复合物的结合亲和力。据报道,甘氨酸是供体和受体谱中最丰富的氨基酸残基,而 N–H · · · O 是数据库 A 中最常见的 HB 类型。HB 倾向于处于线性范围内,且线性 HB 被确定为最强的。HB 角在 100–110° 范围内的 HB 通常形成分子内五元环结构,表现出良好的疏水性和膜通透性。利用数据库 B,我们发现了 2200 多种蛋白质-配体 HB 的广义 Badger 关系。此外,每种氨基酸残基和配体功能团之间的强度和出现图为新颖的药物设计方法和确定药物选择性和亲和力提供了极具吸引力的可能性,它们也可作为命中到先导化合物过程的重要工具。