基于分子动力学模拟的三柱与四柱合成葡萄糖受体构效关系研究及其治疗应用前景

来自计算分子建模领域的研究人员通过分子动力学(MD)模拟技术，系统比较了以1,2-双(3-甲基脲基)苯为极性柱体、不同芳环为疏水面的合成葡萄糖受体构象稳定性。研究发现苯环构建的受体具有最优结合特性，三乙基均三甲苯(Triethylmesitylene)和三亚丙基均三甲苯(Triptopylmesitylene)修饰的受体展现稳定构象，为开发葡萄糖载体/提取器提供新思路。研究采用GLIED预测结合模式，OPLS2005力场和TIP3P溶剂模型完成计算。

　　

计算分子建模技术的突破为合成葡萄糖受体设计注入新活力。这项研究巧妙组合极性柱体1,2-双(3-甲基脲基)苯(1,2-Bis(3-methylureido)benzene)与苯、联苯等疏水片段，构建出三柱/四柱两种结构变体。分子动力学(MD)模拟结果显示，苯环作为疏水核心时受体性能最佳。进一步将均三甲苯衍生物(Mesitylene系列)引入体系后，三乙基和三亚丙基修饰的受体展现出令人惊喜的构象稳定性。

这些智能分子在健康医疗领域潜力巨大：既能化身葡萄糖"特快专递"(glucose carriers)，又能作为代谢"清道夫"(glucose extractors)。研究团队运用3D Builder工具搭建受体模型，经MacroModel能量优化后，采用GPU加速的DESMOND软件展开模拟。特别值得一提的是，葡萄糖-受体相互作用预测借助了GLIED这一专业工具，而温度/压力控制则分别采用Berendsen恒温器和恒压器。整个模拟过程在OPLS2005力场和TIP3P水模型框架下，运用朗之万(Langevin)系综方法完成，为糖尿病等糖代谢异常疾病的精准治疗提供了全新分子蓝图。