寡糖分子结构及其分形

摘要/Abstract

摘要： 目的：提出一种计算寡糖分子结构分形维数的有效方法,为寡糖药物的分子设计及活性研究提供新的思路。方法：利用能量优化原理和计算机模拟技术，找到寡糖分子的稳态位型,进一步应用分形理论的盒维数原理,建立一种计算寡糖分形维数的有效方法。结果：应用所提出的方法,计算得到22种寡糖的分形维数，其均值m=1.518 8±0.107 2。此外，经实验证实有活性的多价寡糖An-2和Gu-4分形维数分别为1.478 1和1.516 0，而C型凝集素样受体Dectin-1的受体结合域2CL8的分形维数为1.541 2。实验和计算结果有助于发现一类以Dectin-1为受体的糖苷类药物。结论：分形维数是能够区别于其他已知宏观参量而表征化合物分子微观结构和功能的参量，在寡糖药物的分子设计及活性研究中可能发挥重要作用。做寡糖药物筛选时，可先分别计算受体及所设计寡糖或糖簇分子的分形维数，而后选择分形维数相接近的进行合成，以期得到具有潜在活性的药物分子。

关键词: 寡糖类, 分形维数, 分子结构, 药物设计

Abstract: Objective：To propose a calculation method of oligosaccharides’ fractal dimension, and to provide a new approach to studying the drug molecular design and activity. Methods: By using the principle of energy optimization and computer simulation technology, the steady structures of oligosaccharides were found, and an effective way of oligosaccharides fractal dimension’s calculation was further established by applying the theory of box dimension to the chemical compounds. Results: By using the proposed method, 22 oligosaccharides’ fractal dimensions were calculated, with the mean 1.518 8±0.107 2; in addition, the fractal dimensions of the two activity multivalent oligosaccharides which were confirmed by experiments, An-2 and Gu-4, were about 1.478 8 and 1.516 0 respectively, while C-type lectin-like receptor Dectin-1’s fractal dimension was about 1.541 2. The experimental and computational results were expected to help to find a class of glycoside drugs whose target receptor was Dectin-1. Conclusion: Fractal dimension, differing from other known macro parameters, is a useful tool to characterize the compound molecules’ microscopic structure and function, which may play an important role in the molecular design and biological activity study. In the process of oligosaccharides drug screening, the fractal dimension of receptor and designed oligosaccharides or glycoclusters can be calculated respectively. The oligosaccharides with fractal dimension close to that of target receptor should then take priority compared with others, to get the drug molecules with latent activity.

Key words: Oligosaccharides, Fractal dimension, Molecular structure, Drug design

刘文龙, 王路漫, 贺东奇, 张天蓝, 苟宝迪, 李庆. 寡糖分子结构及其分形[J]. 北京大学学报（医学版）, 2014, 46(5): 739-743.

LIU Wen-Long, WANG Lu-Man, HE Dong-Qi, ZHANG Tian-蓝, GOU Bao-Di, LI Qing. Molecular structure and fractal analysis of oligosaccharide[J]. Journal of Peking University(Health Sciences), 2014, 46(5): 739-743.

参考文献

相关文章 9

[1]	瞿经纬，吕肖庆，刘振明，廖媛，孙鹏晖，王蓓，汤帜. 一种基于图塌缩的药物分子检索方法[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(2): 368-374.
[2]	霍长虹, 梁鸿, 林文翰, 赵玉英. 苯骈噁嗪酮类化合物的结构特征和谱学规律[J]. 北京大学学报（医学版）, 2006, 38(3): 321-323.
[3]	郑璐, 吴刚, 王邠, 吴立军, 赵玉英. 合欢皂苷及苷元的分离鉴定[J]. 北京大学学报（医学版）, 2004, 36(4): 421-425.
[4]	邹坤, 王邠, 赵玉英, 郑俊华, 张如意. 合欢皮中一个新的八糖苷[J]. 北京大学学报（医学版）, 2004, 36(1): 18-20.
[5]	杨秀伟, 杨晓达, 蒲小平, 钱忠明, 王夔. 创新药物研究中的吸收、分布、代谢、排泄/毒性(ADME/Tox.)平台建设[J]. 北京大学学报（医学版）, 2004, 36(1): 5-8.
[6]	赵明, 王超, 彭师奇. 寡肽药物先导结构的发现与优化[J]. 北京大学学报（医学版）, 2002, 34(5): 506-512.
[7]	叶新山. 寡糖的组合合成[J]. 北京大学学报（医学版）, 2002, 34(5): 451-456.
[8]	杨秀伟, 张礼和. 基础和应用基础研究是创新药物研究与开发的源泉[J]. 北京大学学报（医学版）, 2001, 33(3): 193-198.
[9]	王东升, 邱晓彦, 朱晓辉, 吕蓬, 姜南, 吕平, 张玲, 张岩, 高晓明. 人宫颈癌传代细胞Ig样蛋白的纯化分析[J]. 北京大学学报（医学版）, 2000, 32(4): 310-312.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

本文评价

推荐阅读 10

[1]	张三. 中文标题测试[J]. 北京大学学报（医学版）, 2010, 42(1): 1 -10 .
[2]	赵磊, 王天龙 . 右心室舒张末期容量监测用于肝移植术中容量管理的临床研究[J]. 北京大学学报（医学版）, 2009, 41(2): 188 -191 .
[3]	万有, , 韩济生, John E. Pintar. 孤啡肽基因敲除小鼠电针镇痛作用增强[J]. 北京大学学报（医学版）, 2009, 41(3): 376 -379 .
[4]	张燕, 韩志慧, 钟延丰, 王盛兰, 李玲玲, 郑丹枫. 骨骼肌活组织检查病理诊断技术的改进及应用[J]. 北京大学学报（医学版）, 2009, 41(4): 459 -462 .
[5]	林红, 王玉凤, 吴野平. 学校生活技能教育对小学三年级学生行为问题影响的对照研究[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(3): 319 -322 .
[6]	李岳玲, 钱秋瑾, 王玉凤. 儿童注意缺陷多动障碍成人期预后及其预测因素[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(3): 337 -340 .
[7]	. 书讯[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(3): 225 -328 .
[8]	牟向东, 王广发, 刁小莉, 阙呈立. 肺黏膜相关淋巴组织型边缘区B细胞淋巴瘤一例[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(4): 346 -350 .
[9]	韩金涛, 赵军, 栾景源, 张龙. 多发结核性腹主动脉瘤一例[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(4): 361 -364 .
[10]	燕太强, 杨荣利, 郭卫, 沈丹华. 胫骨平滑肌肉瘤伴全身多发骨转移一例[J]. 北京大学学报（医学版）, 2007, 39(4): 369 -373 .