續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物溶液構(gòu)象的分子模擬

胡建平 劉嵬 唐典勇 成英 陳封政 常珊

摘要：將續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物放入甲醇和氯仿兩種不同極性的溶液中，分別進(jìn)行長時(shí)間的分子動(dòng)力學(xué)模擬。結(jié)果表明，續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在氯仿溶液中更穩(wěn)定，構(gòu)象波動(dòng)幅度更小；續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物五元環(huán)和十一元環(huán)側(cè)鏈上的Ｏ７１及Ｏ１５與甲醇羥基所形成的較穩(wěn)定氫鍵是其易溶于含氧有機(jī)溶劑的重要驅(qū)動(dòng)力。基于續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在氯仿溶液中的３個(gè)代表性構(gòu)象，用密度泛函理論優(yōu)化獲得它們的穩(wěn)定構(gòu)象、靜電勢(shì)電荷及鍵參數(shù)。模擬結(jié)果與試驗(yàn)吻合較好，為基于配體結(jié)構(gòu)的藥物分子設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：續(xù)隨子醇；構(gòu)象；藥物設(shè)計(jì)；分子動(dòng)力學(xué)模擬；密度泛函理論

中圖分類號(hào)：Ｑ９４９．７５３．５；Ｏ６２９．６＋１；Ｏ６２１．１４＋２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）16－3545-05

Molecular Modeling of the Solution Conformation of Euphorbia lathyris Alcohol

L713， 283 Diterpenoid Compound

ＨＵ Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ１，ＬＩＵ Ｗｅｉ２，ＴＡＮＧ Ｄｉａｎ－ｙｏｎｇ１，ＣＨＥＮG Ｙｉｎｇ１，ＣＨＥＮ Ｆｅｎｇ－ｚｈｅｎｇ１，ＣＨＡＮＧ Ｓｈａｎ３

（１． Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｏｌｌｅｇｅ of Ｌｉｆｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｌｅｓｈａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌｅｓｈａｎ ６１４００４， Ｓｉｃｈｕaｎ， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ａｎｄ Ｅｄｉｂｌｅ Ｐｌａｎｔｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， Faculty of Biotechnology Industry， Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０１０６， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｗｏ ｌｏｎｇ－ｔｉｍｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ （Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ｌａｔｈｙｒｉｓ Ｌ．） ａｌｃｏｈｏｌ Ｌ７１３， ２８３ ｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｎ ｍｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ ｓｏｌｖｅｎｔｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ａｌｃｏｈｏｌ Ｌ７１３， ２８３ ｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｌｅ ｉｎ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ ｓｏｌｖｅｎｔ； ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｗａｓ ｓｍａｌｌｅｒ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｆｏｒ Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ａｌｃｏｈｏｌ Ｌ７１３， ２８３ ｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｂｅｉｎｇ ｅａｓｉｌｙ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ ｗａｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｏ７１ ａｎｄ Ｏ１５ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｄｅ－ｃｈａｉｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｖｅ－ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｅｌｅｖｅｎ－ｃｙｃｌｅ ｆｏｒｍｅｄ ｓｔａｂｌｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｂｏｎｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｏｌ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ａｌｃｏｈｏｌ Ｌ７１３， ２８３ ｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｎ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ ｓｏｌｖｅｎｔ， ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ， ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ （ＥＳＰ） ｃｈａｒｇｅｓ ａｎｄ ｂｏｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｗａｓ ａｃｃｏｒｄａｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｌｉｇａｎｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ａｌｃｏｈｏｌ； ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ； ｄｒｕｇ ｄｅｓｉｇｎ； ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ

分子模擬作為理論化學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域，已經(jīng)成為繼試驗(yàn)、理論之后的第三種研究手段。常用的計(jì)算方法有分子動(dòng)力學(xué)（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＭＤ）模擬以及密度泛函理論（Ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ， ＤＦＴ）等。前者不但能給出體系在原子水平上的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，而且還可提供位置漲落和構(gòu)象變化等詳細(xì)信息；ＤＦＴ則可以解決原子、分子中的許多問題，如單點(diǎn)能的計(jì)算、振動(dòng)光譜的研究、催化活性部位的預(yù)測以及分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。綜合使用ＭＤ模擬和ＤＦＴ來研究藥物分子的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象及電荷分布等技術(shù)一直是國際上藥物化學(xué)理論研究的主流［１，２］。續(xù)隨子（Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ ｌａｔｈｙｒｉｓ Ｌ．）為大戟科（Ｅｕｐｈｃｒｂｉａｃｅａｅ）大戟屬（Ｅｕｐｈｏｒｂｉａ Ｌ．）二年生草本植物，廣泛分布于中國各地。續(xù)隨子的種子又名千金子，形狀橢圓，含有二萜類、三萜類、香豆素和揮發(fā)油等成分，在中醫(yī)臨床上主要用于治療水腫、痰飲、積聚脹滿、血瘀經(jīng)閉等癥，還可用于治療血吸蟲、肝硬變、腎性水腫等疾?。郏?，４］。細(xì)胞學(xué)研究表明，續(xù)隨子二萜類化合物有刺激皮膚和抑制腫瘤生長的作用，在體外表現(xiàn)出明顯的抗腫瘤和抗ＨＩＶ的生物活性［５］。李忌等［６］以長春堿（Ｖｉｎｃａｌｅｕｋｏｂｌａｓｔｉｎｅ ｓｕｌｆａｔｅ）為陽性對(duì)照，從大戟屬植物中分離得到了５個(gè)對(duì)肝癌ＳＭＭＣ－７２２１、肺腺癌以及胃腺癌ＭＣ８０－３細(xì)胞的生長均具有較強(qiáng)抑制活性的天然二萜類化合物。Ｄｕａｒｔｅ等［７］和Ｃｏｒｅａ等［８］的體外化療試驗(yàn)表明，續(xù)隨子醇二萜類化合物的抗癌活性強(qiáng)度與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在分子五元環(huán)和十一元環(huán)均有影響抗癌活性的關(guān)鍵碳原子及官能團(tuán)存在。細(xì)胞膜Ｐ－糖蛋白（Ｐ－ｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎ，Ｐ－ｇｐ）表達(dá)增加是癌癥治療產(chǎn)生多藥抗藥性（Ｍｕｌｔｉｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ＭＤＲ）的主要原因，而續(xù)隨子二萜類化合物可有效調(diào)節(jié)Ｐ－ｇｐ的表達(dá)，進(jìn)而可能避免ＭＤＲ的發(fā)生［９－１１］。另外，續(xù)隨子擁有獨(dú)特的千金二萜烷型結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可通過環(huán)合作用而產(chǎn)生復(fù)雜的多環(huán)結(jié)構(gòu)，這是生物體中合成多種二萜類化合物的前體物［１２］。最近，Ｊｉａｏ等［１３］用包括二維ＮＭＲ在內(nèi)的系列光譜方法確定了２個(gè)續(xù)隨子二萜類化合物的結(jié)構(gòu)，并用Ｘ－ｒａｙ方法給出了它們的結(jié)構(gòu)及立體構(gòu)象。

盡管之前有較多對(duì)續(xù)隨子二萜類化合物結(jié)構(gòu)以及藥理學(xué)方面的研究，但是結(jié)構(gòu)－功能關(guān)系、活性官能團(tuán)、構(gòu)象變化和極性條件對(duì)分子構(gòu)象的影響等一系列重要問題尚未見報(bào)道。試驗(yàn)以目前結(jié)構(gòu)研究最為徹底的續(xù)隨子二萜類化合物續(xù)隨子醇 Ｌ７１３，２８３（劍橋晶體數(shù)據(jù)庫Ｎｏｓ． ＣＣＤＣ７１３２８３）［１３］為例，首先將其置于甲醇和氯仿溶液中進(jìn)行ＭＤ模擬，研究其構(gòu)象變化；接著對(duì)代表性構(gòu)象進(jìn)行ＤＦＴ優(yōu)化，獲得了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的收斂精細(xì)構(gòu)象及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)體系穩(wěn)定性、極性對(duì)構(gòu)象的影響以及分子結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。圖１給出了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的分子結(jié)構(gòu)，為了后續(xù)對(duì)其電荷及氫鍵進(jìn)行分析，所有原子序號(hào)均給出。從圖１可以看出，續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的骨架是由五元環(huán)與十一元環(huán)駢合形成的，同時(shí)在其Ｃ２６和Ｃ３７位順式駢合了一個(gè)環(huán)丙烷。

１計(jì)算方法

綜合使用ＭＤ模擬和ＤＦＴ對(duì)續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的溶液構(gòu)象進(jìn)行較為詳細(xì)的研究。將續(xù)隨子醇 Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的劍橋晶體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)［１３］作為ＭＤ模擬的初始構(gòu)象。ＭＤ模擬采用ＡＭＢＥＲ ９程序和ＧＡＦＦ力場［１４，１５］，具體操作是首先在溶質(zhì)外圍分別加上甲醇和氯仿１．０ ｎｍ的去頭八面體溶劑盒，總共加了４０７個(gè)甲醇和１８６個(gè)氯仿分子，體系總原子分別為２ ５１８和１ ０１２個(gè)；在ＭＤ模擬之前，對(duì)體系進(jìn)行２次能量優(yōu)化，先約束溶質(zhì)（約束力常數(shù)為 ２．０９×１０５ ｋＪ／（ｍｏｌ·ｎｍ２），用最陡下降法優(yōu)化５ ０００步，再用共軛梯度法優(yōu)化５ ０００步，然后去約束后再進(jìn)行５ ０００步最陡下降法優(yōu)化和５ ０００步共軛梯度法優(yōu)化，收斂條件為能量梯度小于４．１８×１０－４ ｋＪ／（ｍｏｌ·ｎｍ２）。ＭＤ模擬分為兩步，第一步進(jìn)行了２ nｓ約束溶質(zhì)的ＭＤ模擬，約束力常數(shù)為４．１８×１０３ ｋＪ／（ｍｏｌ·ｎｍ２），期間溫度從０ Ｋ逐步升高到３００ Ｋ，第二步進(jìn)行１０ ｎｓ的無約束恒溫ＭＤ模擬。在模擬中，用ＶＭＤ圖像顯示軟件實(shí)時(shí)跟蹤體系構(gòu)象。采用ＳＨＡＫＥ算法［１６］約束鍵長，ＭＤ模擬的積分步長設(shè)為２ ｆｓ，非鍵相互作用截?cái)喟霃皆O(shè)為１．２ ｎｍ，每隔１ ｐｓ采集１次構(gòu)象，共采集了１０ ２００個(gè)構(gòu)象?；冢停哪M方法獲得了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的３個(gè)代表性構(gòu)象（ＣＬ３＿Ｓｎ，ｎ＝１～３），再使用Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３程序包中的Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１Ｇ（ｄ，ｐ）計(jì)算方法［２，１７］對(duì)這些構(gòu)象進(jìn)行幾何構(gòu)型優(yōu)化和振動(dòng)頻率計(jì)算，得到它們的能量和精細(xì)構(gòu)型，并計(jì)算了靜電勢(shì)（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ＥＳＰ）電荷信息。頻率計(jì)算表明，ＣＬ３＿Ｓｎ（ｎ＝１～３）的所有優(yōu)化構(gòu)型均為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（無虛頻）。

２結(jié)果與分析

２．１ＭＤ模擬

續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在甲醇及氯仿溶液中勢(shì)能和方均根偏差（Ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ＲＭＳＤ，反映了模擬體系中原子的空間位置與其初始位置的偏移程度）隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化情況見圖２。從圖２ａ可知，在２ nｓ之后，體系能量基本穩(wěn)定，甲醇溶液中體系勢(shì)能是（－２６０±３９．９７） ｋｃａｌ／ｍｏｌ，氯仿溶液中則為（－９６７．９４±２７．７２） ｋｃａｌ／ｍｏｌ，波動(dòng)率分別為１５．４０％和２．８６％。從圖２ｂ可以看出，體系在６ ｎｓ前基本穩(wěn)定，之后有一定的波動(dòng)。這可能是因?yàn)殡S著ＭＤ模擬時(shí)間的延長，模擬采樣更加充分，會(huì)在不同的采樣空間收集到構(gòu)象。續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在甲醇和氯仿溶液中的整體ＲＭＳＤ分別為（０．１０７±０．０２１） ｎｍ和（０．０９３±０．０１９） ｎｍ，體系在非極性氯仿溶液中的構(gòu)象與初始晶體結(jié)構(gòu)的差別以及構(gòu)象漲落幅度均小于在極性甲醇溶液中的。勢(shì)能和ＲＭＳＤ分析結(jié)果均表明，非極性環(huán)境有利于續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的穩(wěn)定，這可能與續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物是非極性的化合物相關(guān)。

隨后分析了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物與甲醇溶液所形成的氫鍵，氫鍵采用幾何方法判定［１８］，即氫供體－氫原子－氫受體角度大于１３５°，氫供體－氫受體間距離小于０．３５ ｎｍ，此處氫供體是甲醇羥基上的氧原子，氫受體為續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物上的９個(gè)氧原子（圖１）。計(jì)算結(jié)果表明，除了Ｏ１３、Ｏ４９和Ｏ６９外，其他氧原子（包括Ｏ７）都能與甲醇形成中等強(qiáng)度的氫鍵，不過參與形成氫鍵的甲醇分子呈動(dòng)態(tài)變化，可見續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物分子在甲醇溶液中整體運(yùn)動(dòng)較為劇烈。通過計(jì)算氫鍵占有率（即氫鍵構(gòu)象在整個(gè)模擬軌跡中所出現(xiàn)的幾率）發(fā)現(xiàn)，續(xù)隨子醇五元環(huán)和十一元環(huán)上的Ｏ７１和Ｏ１５與甲醇羥基所形成的氫鍵占有率最高，均超過了２５％，推測這2個(gè)氧原子所形成的氫鍵是續(xù)隨子二萜類化合物易溶于甲醇等含氧有機(jī)溶液［７，１９－２１］的驅(qū)動(dòng)力之一。鑒于續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物與甲醇無法形成很穩(wěn)定的氫鍵，不難理解續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在非極性溶液氯仿中依賴很強(qiáng)的非極性相互作用，其溶解性和穩(wěn)定性均比在極性溶液甲醇中的大。

２．２結(jié)構(gòu)疊落

從圖２ｂ可知，甲醇溶液中的續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在６．０～６．３ ｎｓ、７．２～７．５ ｎｓ以及９．４～１０．０ ｎｓ段的ＲＭＳＤ分別處于較高的平臺(tái)，將占大部分時(shí)間以及處于這３個(gè)時(shí)間段的平均結(jié)構(gòu)分別定義為ＭＯＨ＿Ｓ１、ＭＯＨ＿Ｓ２、ＭＯＨ＿Ｓ３和ＭＯＨ＿Ｓ４；而將氯仿溶液中續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的３個(gè)代表構(gòu)象（即大部區(qū)域，７．２～７．５、８．６～８．９ ｎｓ段）分別命名為ＣＬ３＿Ｓ１，ＣＬ３＿Ｓ２和ＣＬ３＿Ｓ３。為了分析它們的構(gòu)象差別，圖３給出了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在２種溶液中的代表性構(gòu)象的疊落結(jié)果，圖中用灰色Ｓｔｉｃｋ表示分子骨架，而體系中的氧原子用ＣＰＫ模型表示。從圖３可以看出，體系在２種溶液中的代表性構(gòu)象骨架位置和３個(gè)環(huán)方向變化較小，而漲落較大區(qū)域主要是較長的Ｃ６７和Ｃ１１側(cè)鏈，尤以Ｃ１１側(cè)鏈明顯，側(cè)鏈圍繞Ｃ８－Ｃ１１單鍵發(fā)生了一定的轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到單鍵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的能差不大以及分子在２種溶液中的分子骨架位置接近，所有后面分析僅采用了氯仿溶液中的３個(gè)代表性構(gòu)象作為初始結(jié)構(gòu)，用ＤＦＴ優(yōu)化獲得它們的收斂構(gòu)象，進(jìn)而獲得體系的力場參數(shù)。

２．３ＤＦＴ計(jì)算

表１給出了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物在氯仿溶液中３個(gè)代表性構(gòu)象優(yōu)化后的相關(guān)參數(shù)，從表１可以看出，體系電子總能量、焓及吉布斯自由能排序?yàn)椋茫蹋常撸樱玻荆茫蹋常撸樱常荆茫蹋常撸樱保懿疃夹∮冢?ｋｃａｌ／ｍｏｌ，這屬于單鍵旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的能差數(shù)量級(jí)范圍以內(nèi)。ＨＯＭＯ軌道表示已占有電子能級(jí)最高的軌道，是主要的電子給予體，而ＬＵＭＯ軌道表示未占有電子能級(jí)最低的軌道，是主要的電子接受體。這２個(gè)前線軌道的能差（ＥＬＵＭＯ－ＨＯＭＯ）反映了體系的穩(wěn)定性，能差越大，電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)概率越低。前線軌道能差分析顯示，３個(gè)最優(yōu)體系的反應(yīng)活性排序?yàn)椋茫蹋常撸樱常荆茫蹋常撸樱保荆茫蹋常撸樱病谋恚边€可以看出，分子體積排序?yàn)椋茫蹋常撸樱玻荆茫蹋常撸樱常荆茫蹋常撸樱保蟛糠謺r(shí)間段所出現(xiàn)的ＣＬ３＿Ｓ１優(yōu)化構(gòu)象發(fā)生了一定收縮，代表著有利于進(jìn)入靶點(diǎn)蛋白結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)象。偶極矩計(jì)算結(jié)果大小順序?yàn)椋茫蹋常撸樱玻荆茫蹋常撸樱常荆茫蹋常撸樱?，絕對(duì)值差別在１０％左右，方向均為Ｃ６５指向Ｏ１５和Ｏ４９連線的中點(diǎn)。另外，３個(gè)ＤＦＴ最終優(yōu)化構(gòu)象疊落結(jié)果與ＭＤ模擬后的代表性構(gòu)象疊落結(jié)果（圖３）類似，只是骨架疊落（包括Ｃ６７上的苯甲酰氧基和Ｃ８－Ｃ１１鍵）更好，惟一例外的是Ｃ８－Ｏ７單鍵所連的乙酰氧基（含Ｏ１和Ｏ７）發(fā)生了明顯的旋轉(zhuǎn)，這可能也是導(dǎo)致構(gòu)象間有低于３ ｋｃａｌ／ｍｏｌ能差的主要原因。綜上所述，除了偶極矩稍有變化外，其他參數(shù)變化較小。試驗(yàn)將ＣＬ３＿Ｓ１的收斂構(gòu)象確定為續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，后面將分析最終穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的ＥＳＰ電荷及分子構(gòu)象模型，這將為后續(xù)精細(xì)ＭＤ模擬以及抗癌靶點(diǎn)確定的分子對(duì)接研究提供有價(jià)值的參考。

表２給出了ＤＦＴ優(yōu)化后３個(gè)構(gòu)象的ＥＳＰ電荷分布。從表２可知，除Ｃ１１、Ｃ１２和Ｃ６５等幾個(gè)原子的靜電勢(shì)電荷差別較大外，其他原子的類似。觀察之前的ＭＤ模擬軌跡發(fā)現(xiàn)，Ｃ１１、Ｃ１２和Ｃ６５原子的構(gòu)象波動(dòng)較明顯。柔性和電荷分布分析均表明這３個(gè)碳原子有可能參與了分子的化學(xué)反應(yīng)，該結(jié)果與試驗(yàn)預(yù)測［１３，２２］一致。基于表２構(gòu)象１的ＥＳＰ電荷數(shù)據(jù)，正電性由強(qiáng)到弱的原子排序是Ｃ２、Ｃ１４、Ｃ４６、Ｃ５０、Ｃ７０、Ｃ１２、Ｃ５７、Ｃ２７，其中Ｃ２、Ｃ１４、Ｃ４６、Ｃ５０、Ｃ７０都是羰基碳原子，Ｃ４６還是續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物主體結(jié)構(gòu)（非側(cè)鏈）中所固有的羰基，不容易發(fā)生酯化水解，可能是一個(gè)較為重要的活性位點(diǎn)。Ｃ１２，Ｃ５７和Ｃ２７也是易受到親核進(jìn)攻的位點(diǎn)，尤以Ｃ１２明顯。在構(gòu)象２中，Ｃ１２的正電性最高；前面氫鍵分析曾指出，Ｃ１２所連酯鍵上的Ｏ１５是體系中最容易與周圍環(huán)境形成氫鍵的氫受體。因此在續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物活性改造時(shí)，可考慮加強(qiáng)Ｃ１２的正電性，比如用羧酸根替代Ｃ１２上的Ｈ２０。

圖４給出了構(gòu)象１分別與構(gòu)象２及構(gòu)象３的所有非氫原子的電荷相關(guān)性。從圖４可以看出，構(gòu)象１與構(gòu)象２及構(gòu)象３的ＥＳＰ電荷相關(guān)性分別達(dá)到了０．９４４和０．９６７，可見續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的電荷計(jì)算結(jié)果可信。基于ＣＬ３＿Ｓ１的最終穩(wěn)定構(gòu)象的原子坐標(biāo)，可獲得體系鍵長、鍵角、二面角以及非正常二面角的信息，這些均為續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的精細(xì)ＭＤ模擬及改造提供了力場支持。

３小結(jié)

用ＭＤ模擬和ＤＦＴ相結(jié)合的方法研究了續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的溶液構(gòu)象。將續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物放在甲醇和氯仿２個(gè)不同極性的溶液中進(jìn)行了１０ ｎｓ的ＭＤ模擬，結(jié)果顯示，非極性環(huán)境有利于體系穩(wěn)定。隨后用ＤＦＴ優(yōu)化了ＭＤ模擬所獲得的氯仿溶液中的３個(gè)代表性構(gòu)象，進(jìn)而給出續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物最終穩(wěn)定構(gòu)象的電荷參數(shù)及鍵參數(shù)，這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)后續(xù)的續(xù)隨子醇Ｌ７１３，２８３二萜類化合物的精細(xì)ＭＤ模擬、分子對(duì)接及基于配體結(jié)構(gòu)的抗癌藥物分子設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

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