结构水分子对结合自由能贡献的影响
自然界中的自组装现象
自然界中的自组装现象自然界是充满神秘和奇妙的，在这个世界中有着许多令人惊奇的事物，其中自组装现象就是其中之一。
自组装现象是指物质自发地组装成一种具有特定形态和功能的结构或体系，而无需外界干预或控制。
这种现象在自然界中随处可见，甚至在我们的日常生活中也有所体现。
下面让我们深入了解一下自组装现象在自然界中的运作方式和其所起的作用。
一、纳米颗粒的自组装在由分子、原子和离子组成的纳米颗粒中，自组装现象表现得尤为明显。
这些微小的颗粒在出现之初就自发地组装成各种复杂的结构，形成了多种纳米材料和生物大分子。
例如，纳米颗粒自组装成纳米管、纳米点和纳米群集等，这些结构的形态和尺寸非常精确，满足了许多材料科学应用的需求。
此外，纳米颗粒还可以在生物大分子中自组装成复杂的结构，如蛋白质分子、DNA分子和病毒颗粒等。
这些结构和体系在生命科学和医学研究中发挥着重要的作用。
二、自组装现象在水分子中的体现水分子也具有自组装的能力，这是由于水分子中的氧原子和氢原子电荷分布不均，导致分子内部出现了极性。
水分子中的极性使得其具有结构的自组装能力，从而形成水的晶体和液晶。
此外，水分子的自组装还表现在生物界中。
在细胞膜中，由脂质和蛋白质构成的分子层通过水分子的自组装子，形成复杂的微小结构，从而发挥着细胞内和细胞间通讯的作用。
三、自组装现象在生物体中的表现生物体中的自组装现象也十分显著。
蛋白质和核酸结构的自组装在细胞的构造和功能中具有重要作用。
蛋白质通过自组装形成结构域、螺旋结构、β折叠和其他构造，为细胞的功能发挥提供基础。
核酸分子中的基对还原可以形成自洽功能的自组装体系，对生物学的研究和纳米技术也产生了重大的影响。
四、自组装现象在材料制备中的应用自组装技术在材料科学中也发挥着越来越重要的作用。
通过利用物质中固有的自组装特性，可以制备出具有特定结构和性能的材料。
例如，自组装技术制备的纳米颗粒材料具有高度的精度和可控性，可以应用于电池材料、医学材料等领域。
自由水结合水作用
自由水结合水作用
自由水结合水作用是指水中的自由水分子与水分子之间的作用。
自由水是指水分子中没有形成氢键的水分子，这些水分子可以通过结合水作用与周围的水分子形成氢键。
结合水作用是一种因水分子之间的吸引或排斥而产生的相互作用，是水分子拥有特殊性质的原因之一。
自由水分子的存在使得水具有高表面张力和低黏性，这些性质对于生物体系和地球化学过程都具有重要意义。
高表面张力可以使水在高处形成水滴，并在生物系统中形成化学反应所需的微观环境。
而低黏性可以减小水在水管中的阻力，提高流体的运动性能。
在水合作用过程中，水分子与溶质分子之间的结合也是通过自由水结合水作用而实现的。
在生物学和化学中，很多分子都需要水来进行化学反应或形成化合物，这些过程都依赖于自由水结合水作用。
除了影响水的物理和化学性质之外，自由水结合水作用对于水的热力学和动力学行为也有影响。
自由水结合水作用可以导致水的结构变得更加紧密，因此降低了水的熵，使得水的自由能降低。
这种效应对于解释许多化学平衡过程和生物代谢过程具有重要意义。
在地球化学过程中，自由水结合水作用也对许多过程起着重要作用。
例如，自由水分子可以与矿物表面上的水合离子形成氢键，减缓矿物的溶解速率。
此外，自由水结合水作用还可以影响地下水的传输速率和有机物质的运移行为。
总之，自由水结合水作用是水的一个重要特性，对于生物学、化学和地球化学都具有重要作用。
通过对自由水结合水作用的深入研究，我们可以更好地理解水的性质和行为，以及解释和预测许多自然界和人工系统中的现象和过程。
结合自由能的计算
结合自由能的计算一:自由能计算简介基于结构的药物设计方法有多种多样，包括分子对接、数据库搜索以及从头设计等等，但是它们最终往往都面临一个同样的问题就是药物分子活性的评价。
许多药物和其它生物分子的活性都是通过与受体大分子之间的相互作用表现出来的，所以受体和配体之间结合自由能(bindingafinity)评价是基于结构的计算机辅助药物分子设计的核心问题。
精确的自由能预测方法能够大大提高药物设计的效率。
在过去的20年中，随着受体一配体相互作用的理论研究以及计算机辅助药物分子设计方法的快速发展，自由能预测方法的研究受到了越来越多的关注。
在配体(包括药物)和受体的相互作用过程中，牵涉到两类相互作用，即非键相互作用和共价相互作用。
非键相互作用包括静电相互作用、范德华相互作用以及氢键相互作用等等，这些相互作用都可以通过力场计算进行比较简单的表达;而共价相互作用则牵涉到化学键的断裂和生成，需要用量子力学的方法进行考察。
在药物分子和受体的相互作用时，一般只牵涉到非键相互作用.而共价相互作用只存在少数体系中。
根据热力学原理，结合自由能和结合常数K,存在定量的关系:ΔG=-RTlnK自由能的计算方法主要可以分为三类:第一类方法包括自由能微扰(FreeEnergyPerturbationFEN和热力学积分(ThermodynamicIntegration.TI)方法。
这类方法是最为经典的方法，为大家所广泛接受。
这类方法从原理上比较严格，计算结果也较为精确.但需要长时间的数据采集，对计算体系有严格的限制，只能适合较为简单的情况，因此在药物设计中还没有达到实用化的阶段。
第二类方法包括一系列基于经验方程的计算方法，这类方法把结合自由能分解为不同的相互作用能量项，通过一组训练集并利用统计方法来得到自由能计算的经验公式。
这类方法取样简单，计算量小，在药物设计中应用较多。
但这类方法得到的经验公式很依赖于训练集的选择，对不同的体系具有不同的预测能力。
混凝土的亲水性原理
混凝土的亲水性原理一、前言混凝土广泛应用于建筑和工程领域，其性能的优劣直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。
混凝土表面的亲水性是影响混凝土性能的重要因素之一，本文将详细介绍混凝土的亲水性原理。
二、混凝土的亲水性概述混凝土的亲水性是指其表面能否与水相吸附和相互作用的能力。
通俗来说，就是指混凝土表面与水接触时，水分子是否能够在混凝土表面形成一个较大的接触角，这种接触角越小，表明混凝土表面的亲水性越好，反之则亲水性越差。
亲水性是混凝土表面性质的重要指标之一，它会影响混凝土的吸湿性、渗透性、耐久性和环境适应性等方面，因此，混凝土的亲水性对混凝土的性能和使用寿命有着重要的影响。
三、混凝土亲水性的影响因素混凝土的亲水性受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.混凝土表面的化学成分混凝土表面的化学成分与亲水性有关。
一般来说，氧化钙和硅酸盐等化学物质会使混凝土表面变得亲水，而碳酸盐和硅酸钙等化学物质则会使混凝土表面变得疏水。
2.混凝土表面的形态和结构混凝土表面的形态和结构也对亲水性有影响。
对于光滑平整的混凝土表面，水分子很难在上面附着，使其表面亲水性变差。
而对于表面粗糙的混凝土，水分子可以在表面附着，使其表面亲水性变好。
3.混凝土表面的处理方式混凝土表面的处理方式也会影响其亲水性。
比如，表面处理剂可以改善混凝土表面的亲水性，而表面涂层则可以使混凝土表面变得更加疏水。
4.混凝土表面的 pH 值混凝土表面的pH 值也会影响其亲水性。
一般来说，当pH 值较高时，混凝土表面会变得亲水，而当pH 值较低时，混凝土表面会变得疏水。
四、混凝土亲水性的原理混凝土表面的亲水性是由表面张力和表面自由能共同作用的结果。
表面张力是由于表面分子间的相互作用而引起的，它使得液体在表面形成较小的接触角。
表面自由能则是表面能量的一种表现形式，它与表面张力有关。
混凝土表面的亲水性可以通过表面自由能来描述。
表面自由能由两部分组成：极性自由能和非极性自由能。
分子对接自由能要求
分子对接自由能是用来描述分子间相互作用强度的一种物理量，通常以kJ/mol为单位。
在分子对接研究中，自由能计算通常是通过计算配体-受体复合物与配体和受体单独存在时的自由能差来实现的。
自由能差越大，表明配体-受体复合物的稳定性越高，即分子间相互作用越强。
对于分子对接自由能的计算，通常有以下要求：1. 使用合适的软件进行计算。
常见的分子对接软件包括Autodock、Gold、FlexX等，这些软件可以自动进行分子与分子之间的对接操作，并计算出分子对接自由能。
2. 建立准确的配体和受体的三维结构。
分子对接自由能计算的准确性非常依赖于配体和受体的三维结构，因此需要使用结晶学、NMR或计算化学等方法获取准确的配体和受体分子结构。
3. 考虑水分子等外部环境因素。
在真实体系中，分子对接通常发生在水溶液中。
因此，在计算分子对接自由能时，需要考虑水分子等外部环境因素的影响。
4. 评估计算结果的准确性。
分子对接自由能计算的结果可能受到多种因素的影响，例如配体和受体结构的准确性、模型的精度等，因此需要对计算结果进行评估和验证。
常用的评估方法包括验证计算结果的可重复性、与实验数据的对比等。
5. 选择合适的力场和模型。
分子对接自由能的计算通常基于分子力学力场或量子力学方法。
选择和调整合适的力场参数和模型是确保计算准确性的关键。
不同的力场和模型可能对结果有着不同的影响，因此需要根据具体研究的目的和具体的分子系统进行选择。
6. 考虑柔性和构象变化。
在计算分子对接自由能时，配体和受体之间的柔性和构象变化是必须考虑的因素。
只有考虑了配体和受体的柔性和构象的变化，才能更准确地描述它们之间的分子对接过程。
7. 进行合适的采样和搜索算法。
分子对接自由能计算是一个高维的搜索问题，需要在庞大的空间中搜索最有可能的配位模式。
为了获得准确的结果，需要使用合适的采样和搜索算法，如遗传算法、模拟退火、粒子群优化等。
8. 校正计算误差。
分子对接自由能计算中可能存在一些误差，如水模型误差、电离误差等。
水分子结构及其应用研究综述
水分子结构及其应用研究综述水分子是地球上最常见的分子之一，也是生命的重要基础。
它由两个氢原子和一个氧原子组成，化学式为H2O。
水分子的结构和性质对生命和地球的许多方面都具有重要影响。
本文将综述水分子的结构特点及其在科学研究和应用中的重要作用。
一、水分子的结构水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，氧原子与氢原子之间分别以共价键相连。
氧原子比氢原子电负性更强，因此在水分子中，氧原子对电子的吸引力更大，使得氧原子带负电荷，氢原子则带正电荷。
由于氧原子的电负性，使得水分子呈现极性，即分子内部存在部分正电荷和部分负电荷。
这种极性使得水分子具有许多特殊性质。
水分子能够形成氢键。
由于氧原子带有负电荷，氢原子带有正电荷，因此水分子之间的氧和氢可以形成氢键。
氢键是一种比共价键和离子键弱很多的相互作用力，但是由于水分子中氧原子的电负性，使得水分子之间的氢键占据了重要地位。
氢键使得水分子可以在凝聚态下形成液态和固态，同时也使得水分子在生命体系中扮演者重要的功能。
水分子的极性也为它的良好溶剂性提供了基础。
水分子中的极性使得它能够溶解许多带电荷的分子和极性分子，比如盐类和糖类。
这种溶解能力使得水成为了地球上生命活动的基础，同时也为许多化学反应和生物过程提供了必要的环境。
水分子的极性也使得它表现出较高的表面张力和黏度。
水分子之间的相互作用力比较强，因此在表面上会形成一个较为坚固的膜，这使得水能够扮演者一种重要的环境因素。
水的表面张力也使得一些昆虫得以在水面上漂浮。
而水的黏度也使得水能够在植物的导管中上升。
二、水分子在科学研究中的应用由于水分子的特殊结构和性质，使得它在科学研究中发挥着重要作用。
在地球科学中，水的循环是一个重要课题。
水蒸气通过蒸发、凝结和降水形成了水的循环，在地球上影响着气候和生物圈。
对水分子结构和性质的研究有助于我们理解水的循环规律和地球上水资源的分布。
在生物科学中，水分子是生命的基础。
生命起源于水，水是维持生命的重要物质。
结构水分子对结合自由能贡献的影响
在人类 免疫缺 陷病毒 Ｈ Ｖ １ Ｉ 一 的复制过程 中扮演了重要 的角色 ，它将前 体蛋 白 Ｐ５ ｇｇ和 Ｐ１ ０ａ－ ｏ 转化为病毒 复制所必需 的结构蛋 白与 ｒ５ａ ｒ６ ｇｇ ｐｌ 复制酶Ｉ ” 。因此 ， 开发与研究 ＨＶ一 激酶的小分子抑制剂对于 ＡＤＳ 获 Ｉ １ Ｉ （ 得性免疫缺陷综合征 ， ｃｕ ｅ ｍ ｎ ｅｃ ｎ ｙ ｙ ｄ ｍ ）的治疗就 Ａ ｑｉ ｄＩ ｕ ｅ ｆ ｉ ｃ ｎ ｒ ｅ ｒ ｍ Ｄ ｉｅ Ｓ ｏ 起到了关键作用 。目前为止 ， 已经开发 了各种各样的 Ｈ Ｖ １ Ｒ小分子 Ｉ 一 Ｐ 抑制剂并对其与 Ｈ Ｖ １ 酶的结合进行 了理论研究 ４ Ｉ～ 激 １ 。 蛋 质 ～配体 的结合过程 中水分子的重要性正 日益得到重视。水分子可以通过氢键 作用稳定蛋 白质与配体 形成 的复合物 ，如稳定人 类二氢 叶酸还 原酶 ｈ ｍ ｎ ｉ ｄ ｆ ａ ｄ ｅ ｓ） ｕ ａ ｄ ｙ ｒ ｏ ｔｒ ｕｔ ｅ与甲氨蝶呤（ ｅ ｏ ｘｔ 形成的复合物阑 ｈ ｏ ｅｅ ａ ｌ ｍｔ ｔ ａ ） ｈ￣ ｅ ； 某些情形下 ， 当配体和蛋 白质结 合时有 序水分 子会被配体分子取代 ， 从 而通过有利的熵变作用获得更强的结合能力旧 如 Ｈ Ｖ １ Ｒ与￣ｌ （ｙｌ ， Ｉ 一 Ｐ Ｆ ｃｃｃ Ｎ ｉ ｕ ａ衍生物形成复合物 的过程【 ｒ） ｅ １ ７ １ 。 几 年前 ，当我们研究蛋白质 一配体的结合时并不考虑水分子的作 用， 但最近有些课题组 在分子对接 瑚以及药 物设计口 倒中考虑 了水分 子的作用结果获得了更加精确 的数据 。Ｐｏｎｍ ｏｒｉ ａ以及 Ｄ ａｔ 确定出 ｅｎ‘ 起作用的水分子所 具有的共 同特征 ： 至少形成 ３个氢键 、 的 Ｂ因子 、 低 位于蛋 白质表面的沟 中。在药物设计中考虑水分子时其难点在于我们 并不能确定是哪些水分子在蛋 白质 一配体的结合 中起了作用 ，但理论 化学计算可确定此类水分子。 本文以 Ｈ Ｖ ｌ Ｒ与小分子抑制剂形成的 Ｉ — Ｐ 复合物为主体 ，评述了结合部位内部不同的水分子在结合过程 中所起 的作用。 ２理论计算方法 ． 要确定不同的水分子在结合过程中所起 的作用 ， 我们必须计算水分 子对 于蛋白质 一配体 相结合的结合 自由能的贡献 。常用的计算结合 自由
水分子的结构及其对生命的重要性
水分子的结构及其对生命的重要性水分子是一个由两个氢原子和一个氧原子组成的化学物质。
它是地球上最常见的化合物之一，也是生命得以存在和繁衍的基础。
水分子的独特结构和性质使其在生物体系中发挥着至关重要的作用。
本文将探讨水分子的结构和它对生命的重要性。
水分子的结构是由一个氧原子和两个氢原子组成的。
氧原子共有八个电子，其中六个位于其外层。
而每个氢原子只有一个电子，因此氧原子与两个氢原子之间会共享电子，形成一个共价键。
这意味着氧原子与氢原子之间分享电子，并因此形成两个氢氧键，将两个氢原子与氧原子牢固地结合在一起。
这种共价键的形成使水分子呈现出一个特殊的结构，形象地被称为"V"形。
这个结构导致了水分子的一些独特的物理和化学性质。
水分子的"V"形结构赋予了其极性。
由于氧原子的电子云比氢原子的电子云更接近，所以氧原子带有部分负电荷，两个氢原子则带有部分正电荷。
这种部分电荷的分布使得水分子成为极性分子，极性分子之间存在着氢键相互作用。
极性使水分子有很强的媒介能力，在许多化学反应和生物过程中起着重要的角色。
水分子也具有显著的溶解性。
由于水分子的极性，它能够与其他极性分子如离子和极性分子结合，形成氢键或离子键，从而溶解它们。
这使得水成为细胞内外的溶剂，使细胞内的化学物质能够进行交换和传递，并在生物体系中维持适宜的环境。
此外，水分子还具有良好的热稳定性和高比热容。
水的热稳定性意味着它在生物体系中能够保持相对的恒温性，有助于维持生物体内化学反应的稳定进行。
而水的高比热容则使其能够吸收和释放大量的热量，从而起到调节环境温度的作用，保护生物体免受极端温度的影响。
水也是许多生物体内的重要组成部分。
在人类身体中，水占据了体重的大部分。
水在细胞内起着运输养分、代谢废物、维持细胞结构和功能等重要角色。
水也在人体中调节体温、润滑关节、保护器官等方面发挥作用。
同样地，在植物体中，水扮演着输送养分、保持细胞正常形态和进行光合作用等关键角色。
水分子在生命过程中的作用和影响
水分子在生命过程中的作用和影响水是生命之源，是地球上最重要的物质。
人体70%以上是由水分子构成的，无论是各种生物体还是无机物质都需要水来繁衍生息。
在生命过程中，水分子扮演着至关重要的角色，它们能够影响生命的形成、维持和繁衍。
下面将着重讨论水分子在生命过程中的作用和影响。
1. 水分子在生物化学反应中的作用水分子是许多生物化学反应的媒介和反应物，比如光合作用、细胞呼吸和酶催化等。
这些生物化学反应只有在水的参与和调控下才能完成。
例如，光合作用中的水分子在叶绿体中被分解，产生氧气和电子供能反应使用，这些反应是植物能够进行光合作用的基础。
2. 水分子在细胞结构和功能中的作用细胞是生命单元的基本单位，而水分子是构成细胞的主要成分之一。
水分子在细胞中的作用主要包括以下几个方面：（1）为细胞提供媒介作用。
细胞膜是由水分子、蛋白质和脂类等组成的，水分子正是维持膜的形态和稳定性的重要因素之一。
（2）维持细胞内外渗透平衡。
细胞内液体与细胞外液体之间的渗透压差是由水分子扮演的，它们能够渗透细胞膜进入细胞内，保持细胞结构的稳定性与维度。
（3）通过运输作用进行物质输送。
水分子在细胞内部和细胞外部进行物质和电荷的运输，能够实现细胞开展正常的生化反应和维持正常的生命活动。
3. 水分子在生命活动中的影响水分子存在于生物体的各个部位，并且对生命活动有影响。
例如，水分子参与了人类体温的调控、脚趾冰冻时的水晶化、动物减小体积的适应性等行为。
水分子还能影响细胞活动、植物成花和动物进化的过程。
总之，水分子在生命过程中扮演着举足轻重的角色，无论是在生物体化学反应中，还是在细胞结构和功能中，水分子都发挥着至关重要的作用。
了解水分子在生命中的作用和影响，能够为我们更好地理解生命的本质和进化过程提供帮助。
液态转变为固态,自由能降低的原因
液态转变为固态是物质在特定条件下经历的一种相变过程，这一过程涉及到物质粒子在分子水平上的排列与运动变化，液态转变为固态的原因在于自由能的降低。
自由能是描述系统内部以及系统与外界环境之间能量转化的一个物理量，其变化反映了系统是否向更有利的状态发展。
在液态转变为固态的过程中，自由能的降低是推动这一相变过程发生的根本原因。
接下来将从几个方面解释液态转变为固态时自由能降低的原因。
1. 分子间相互作用的增强在液态状态下，分子间的排列比较松散，分子之间存在着较弱的相互吸引力，这使得分子具有相对较大的自由度。
当液态转变为固态时，分子间的相互作用会得到增强，分子会更加紧密地排列在一起，这种密集的排列能够使系统的结构更加稳定，从而降低系统的自由能。
分子间的相互作用力也会导致系统整体能量的降低，进而使自由能减小。
2. 势能与熵的变化液态转变为固态时，系统中的分子势能会随着分子排列的变化而发生改变。
在固态中，分子的势能会降低，因为分子更加紧密地排列在一起，相互作用力更强。
另系统的熵会减小，因为在固态状态下，分子的排列更加有序，而熵正是描述系统的无序程度的物理量。
势能的减小和熵的减小都会导致系统的自由能减小。
3. 热力学稳定性的提高液态转变为固态意味着系统处于更加稳定的状态。
在固态状态下，系统的内能相对于液态状态会有所降低，这意味着系统更加接近能量的最低点，因此在固态状态下系统的热力学稳定性会得到提高。
这种稳定性的提高将导致系统的自由能减小。
液态转变为固态时，系统会经历一系列分子排列以及相互作用的变化，这种变化将导致系统的自由能减小。
分子间相互作用的增强、势能与熵的变化以及热力学稳定性的提高都是导致液态转变为固态时自由能下降的原因。
这些原因也说明了为什么在适当的条件下，液态会转变为固态。
对于这一现象的深入理解有助于我们更好地把握物质相变的规律以及热力学性质的本质。
相变过程是物质在特定条件下从一种状态转变为另一种状态的过程。
mm-pbsa计算原理结果
mm-pbsa计算原理结果MM-PBSA (Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann Surface Area)是一种用于计算生物分子间相互作用自由能的方法。
它结合了分子力学力场 (MM)、泊松-玻尔兹曼方程 (Poisson-Boltzmann)和溶剂 accessible surface area (SASA) 三种计算方法。
MM-PBSA方法通常用于计算蛋白质与配体结合自由能、蛋白质蛋白质相互作用、蛋白质和DNA/RNA的结合自由能等。
在MM-PBSA计算中，首先需要通过分子力学力场计算蛋白质-配体结合态以及蛋白质和配体的解离态的总能量。
分子力学力场使用力场参数描述原子间的作用，包括键能、角能、二面角能、范德华能、电荷相互作用能等，通过求和得到总能量。
接下来，需要计算溶剂的环境对结合自由能的影响。
使用泊松-玻尔兹曼方程求解溶剂对带电粒子周围电场的影响。
该方程描述了带电粒子周围溶剂的电势分布，并通过平衡电荷和周围介质的溶剂反应场来求解。
该方程中，蛋白质/配体被看作带电粒子，溶剂倒模拟为连续的均匀介质。
最后，需要计算溶剂 accessible surface area (SASA) 对各种状态能量的贡献。
SASA是溶剂中分子在外部表面上获得的面积，可以反映溶质与溶剂的相互作用。
通过计算分子中每个原子高度上分割的表面相对于平均表面的增/减面积，可以得到溶剂 accessible surface area。
通过结合经典力场能量、溶剂电势能和溶剂 accessible surface area，可以得到蛋白质-配体结合自由能的估计值。
在MM-PBSA计算中，通常使用大量的分子动力学模拟结构来获得多种构象的平均结构。
尽管MM-PBSA方法广泛应用于生物分子间相互作用自由能的计算，但它也存在一些限制。
首先，它在处理水分子周围的溶解作用时，不考虑水分子的动力学效应，这可能导致计算结果不准确。
自由水和结合水功能
自由水和结合水功能水是生命的基本组成部分，无论是在细胞内还是在细胞外，都发挥着至关重要的作用。
根据水分子在生物体内的存在状态和功能，可以将其分为自由水和结合水两种类型。
自由水（Free Water）自由水是指那些不与细胞内的其他物质结合，能够自由移动的水分子。
它们存在于细胞质基质中，也填充在细胞器之间以及细胞与细胞之间的空隙中。
自由水的主要功能包括：1. 溶剂作用：自由水是许多物质的优良溶剂，它使得矿物质、糖类、氨基酸等营养物质能够溶解并被细胞吸收利用。
2. 运输介质：自由水在细胞内外流动，携带着营养物质、氧气、激素等到达各个部位，同时也将废物和二氧化碳运送到排泄系统或呼吸系统排出体外。
3. 温度调节：由于水具有较高的比热容，自由水在体内可以帮助调节体温，维持生物体的温度稳定。
4. 反应介质：许多生物化学反应需要在水中进行，自由水为这些反应提供了必要的环境。
5. 润滑作用：自由水可以减少组织之间的摩擦，起到润滑的作用，如关节腔内的滑液。
结合水（Bound Water）结合水是指那些与细胞内的其他物质（如蛋白质、多糖等）通过氢键或其他吸引力紧密结合的水分子。
结合水通常不易自由移动，其功能主要包括：1. 细胞结构组成：结合水是细胞结构的一部分，它参与构成细胞壁、细胞膜等结构，对维持细胞形态和稳定性起着重要作用。
2. 代谢过程中的水：在许多生物化学过程中，如光合作用和呼吸作用，结合水直接参与反应，作为反应物或产物的一部分。
3. 物质运输：某些物质的运输需要结合水的参与，例如水合离子的跨膜运输。
4. 保护作用：结合水能够保护细胞内的酶和其他蛋白质不受外部环境变化的影响，保持其活性和稳定性。
5. 能量转换：在某些能量转换过程中，如ATP的合成和分解，结合水参与其中，对能量的储存和释放起着关键作用。
自由水与结合水的平衡对生物体的生命活动至关重要。
在不同的生理状态下，生物体会调整这两种水的比例以适应环境的变化。
细胞中结合水的功能-概述说明以及解释
细胞中结合水的功能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在细胞中，水是一种至关重要的物质，它扮演着维持生命活动所必需的关键角色。
细胞内水的结合和运输是细胞功能正常运作的基础。
水分子通过与细胞中的其他分子形成氢键和静电相互作用，从而在细胞内发挥重要的生物学功能。
细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与。
作为溶剂，水可以溶解多种细胞成分和分子，使其活化或参与代谢过程。
水还可以作为化学反应的底物或产物，在细胞内进行催化和调控。
此外，水还参与维持细胞内温度和pH值的稳定，为细胞提供适宜的环境。
细胞中的水还具有调节细胞内部结构和形态的功能。
水可以填充细胞内各种空腔和通道，维持细胞的形状和稳定性。
它还能够通过与蛋白质和其他细胞组分相互作用，影响其结构和功能。
细胞内水的分布和浓度也可以调节细胞的大小和体积。
此外，水还在细胞运输和通信中起到重要作用。
细胞内许多物质需要通过水的载体作用才能在细胞内外进行传递和交换。
水还可以通过细胞膜作为信号传递的媒介，参与细胞间的相互作用和通讯。
综上所述，细胞中结合水的功能是多方面的，它不仅参与细胞的代谢和调控，还维持细胞的结构和形态，并参与细胞间的运输和通信。
对于了解细胞的生命活动和功能，以及研究细胞生物学和医学领域中的相关问题，深入理解细胞中结合水的功能具有重要的意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织框架，介绍各个部分的主要内容和论点。
以下是一种可能的写作方式：在本文中，我们将探讨细胞中结合水的功能。
文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对这一主题进行概述。
首先，我们会简要介绍细胞是生命的基本单位，强调细胞在维持生命活动中的重要性。
接着，我们将详细说明本文的结构以及各部分的主题和目的。
正文部分将展开讨论细胞中结合水的重要性。
首先，我们将阐述为什么细胞需要水，以及水在细胞中的基本功能。
在这一部分中，我们将探究水在细胞中的溶解能力和媒介作用，并列举一些重要的生化反应和细胞过程，这些过程都离不开水的参与。
水的分子结构及其在地球科学中的作用
水的分子结构及其在地球科学中的作用水是地球上最丰富和重要的化合物之一。
它所具有的独特性质和分子结构使它在地球科学中发挥了极其重要的作用。
一、水分子的结构和性质水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的，化学式为H2O。
水分子具有极性，这是由于氧原子比氢原子更电负，因此水分子的中心带有负电荷，而氢原子周围则带有正电荷。
由于这种极性，水分子可以与其他分子产生氢键吸引力。
此外，水分子还具有高沸点和高比热等性质。
通过氢键相互吸引，水分子在凝固点以下的温度范围内形成了晶体结构，具有密度最大的实物形式。
这种密度最大达到4°C左右，之后随着温度的上升，密度开始减小，使得水在凝固时可以浮在液体表面上。
二、水在地球科学中的作用1. 生命活动的基础水是生命活动的基础。
几乎所有的生命形式都需要水来生存。
生物体内约70%都是水分子，水还作为生物化学反应的催化剂和传递体。
在地球上，水的存在具有巨大的生态和生命学意义。
大型动物需要喝水才能生存，植物需要水来进行光合作用并吸收营养物质。
淡水湖泊、河流、海洋和雨林都是生命的乐土。
2. 地理循环和气候变化水在地理循环中扮演着重要角色。
它通过蒸发、降雨、径流和地下水的过程促进河流、湖泊和其他水域的形成和演变。
它还矿化了大量的岩石和沉积物，形成了许多不同类型的地理学现象。
此外，水的存在还对地球气候变化产生了重要影响。
水对温度影响较大，即使水体本身没有温度变化，但水蒸发和降雨过程会消耗大量能量，从而影响气候。
水也可以通过海洋循环和大气波动来影响全球气候变化。
3. 环境保护水也是环境保护中的重要因素之一。
水的质量对人类健康、生态系统和工业运作都有重要影响。
生活污水、工业废水和农业废水等都会污染水源，使水质下降。
水的过量使用和水资源的不合理分配也是环境污染问题之一。
为了保护水的质量，各国相关政府和环境组织采取了一系列行动，例如加强水源保护、水资源合理分配、加强污水治理等。
三、总结水是地球上最宝贵的资源之一，具有广泛的应用和重要作用。
水合自由能和解离自由能
水合自由能和解离自由能
水合自由能和解离自由能是物质在溶液中的热力学性质，它们对于研究物质在水溶液中的溶解、反应、等温过程等都具有重要的意义。
首先，我们来说说水合自由能。
水合自由能是指物质溶解在水中，水分子使其带电离子或极性分子壳层化的过程中所伴随的热力学变化。
可以理解为，水合自由能是物质与水分子之间相互作用的能力，它越大，说明物质与水分子结合的能力越强。
我们可以用离子在水中的溶解来理解水合自由能。
对于离子溶解在水中，水分子会包围离子，形成一层水合层，水合层越厚，水合自由能就越大。
因此，水合自由能可以衡量溶质与水分子之间的相互作用能力，从而影响物质在水溶液中的溶解度和反应速率等热力学性质。
接下来是解离自由能。
解离自由能是指物质在溶液中解离产生离子时所伴随的热力学变化。
可以理解为，解离自由能是指物质分子解离成离子时，需要输入或释放的能量。
对于弱电解质，在水溶液中只有少部分分子能够完全解离成离子，而大多数分子仍然是未解离状态。
在这个过程中，解离自由能可以表征弱电解质在水溶液中的解离性质，即电离度。
相对于强电解质，弱电解质的解离自由能较大，说明它们不容易释放出离子，因此电离度较低。
总之，水合自由能和解离自由能是热力学研究中非常重要的参数，可以用来解释溶质在水溶液中的溶解度、反应速率、电离度等热力学性质。
同时，它们也在化学工程、物理化学、材料科学等领域中得到广泛的应用。
分子对接结合自由能
分子对接结合自由能
分子对接结合自由能指的是分子互相结合形成化合物时的能量变化。
在分子间相互结
合形成分子复合物时，需要克服其间原子间斥力的作用，从而将它们结合在一起，形成一
定的结合能，这个过程中释放的能量就是分子对接结合自由能。
分子对接结合自由能是控制化学反应速率的一个重要因素，它决定了化学反应的能量
和热力学稳定性，这些性质对生物体和化学反应具有广泛的影响和应用。
分子对接结合自
由能可以被分为两个部分，即分子间相互作用势能和分子构形之间的自由能。
分子间相互作用的势能是指在两个分子之间的形成过程中，由于它们之间的相互作用
而储存的能量。
相互作用的种类有很多，例如：库仑作用，范德华作用，氢键作用，水草
激素作用等，每种作用都有不同的影响和贡献，这样就产生了复杂的相互作用体系。
每个
分子间的相互作用能可以通过各种计算方法把它们分解成一些局部成分，然后以这些成分
为基础计算它们之间的相互作用能。
为了测量分子对接结合自由能，需要通过实验或计算方法来得到它们的数值。
实验室
方法包括热力学法，动力学法和光谱法等，这些方法的优缺点各不相同，但它们都是通俗
易懂且实用的。
然而，由于实验方法的限制性和难度，计算方法成为了得到分子对接结合
自由能的常规选择。
利用计算机来进行分子对接结合自由能计算的计算方法有很多种，包括基于分子力学、分子动力学、密度泛函理论、量子化学和蒙特卡罗等方法。
这些方法可以对分子结构、环
境和反应条件进行详细的影响分析，结果让人满意且被广泛应用于药物发现、材料科学和
分子设计等领域。
结合水的功能
结合水的功能
结合水的功能如下：
1、水是组成细胞和生物体结构的成分：水分子是极性分子。
细胞内部一部分水主要以氢键的形式与蛋白质、多糖、磷脂等固体物质相结合，这部分水不蒸发、不能析离，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物。
2、稳定大分子结构：结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用力的大小也不同，所以分为强结合水和弱结合水。
大生物大分子具有一定的空间构象，它们的许多功能都与构象的相互转化有关。
结合水是稳定大分子结构的必要因素。
3、在生物体系中，质子的传递对能量的转换起着十分重要的作用。
而结合水所形成的有序水的网络，为这种质子传递提供了必要的结构基础，钠离子和钾离子的主动转移是重要的生命现象。
主动转移是指细胞内外的离子或溶质的一种抗电化学梯度的反常运动，通常用膜泵理论给以解释。
4、生命活动：生物体系中结合水对于生命活动是十分重要的。
它不但对于阐明生命本质具有理论价值。
而且可能对医学实践有所贡献。
此外，其研究成果还有可能广泛应用于食品加工、纺织、制革、冷冻、包藏等工业生产中。
离子水合自由能
离子水合自由能离子水合自由能是离子在水中溶解时所产生的自由能，它是研究溶液理论和离子逸出现象的重要参数。
在化学和生物学等领域，研究离子水合自由能对于了解物质的性质和动力学过程，有着重要的意义。
离子水合自由能可以用来描述离子在水溶液中的水合反应。
在水中溶解的电解质会被游离的水分子包围并形成一个水合层，这个过程会产生一定的自由能变化。
离子的水合自由能可以被定义为该离子在水中溶解时，形成其水合物所需要的自由能。
在水中溶解的阳离子和阴离子之间存在相互作用，其水合自由能决定了这些离子在水溶液中的扩散速率和迁移率。
离子水合自由能的计算可以通过多种模拟方法和实验技术来实现。
其中，理论计算是最常用和有效的方法之一。
离子水合自由能的理论计算方法主要包括：分子动力学模拟、Monte Carlo模拟和量子化学计算等。
这些方法不仅可以计算离子水合自由能，还可以计算电荷分布、溶解度、剩余质量等物理化学性质。
另外，实验方法也可用于测定离子的水合自由能，高精度实验技术常常用于预测分子间作用力的效应。
离子水合自由能的大小取决于离子与水分子之间的相互作用力。
在这些相互作用力中，离子与水分子之间的静电作用力和范德华力是最为重要的。
正离子和负离子在水中的水合自由能呈现出不同的趋势和特征。
正离子的水合自由能主要受到其半径和价电荷的影响，较小的正离子更容易水化。
而负离子的水合自由能受到周围水分子中氢氧离子的氢键作用的影响，一般具有较高的水合自由能。
例如，氯离子和硫酸根离子的水合自由能分别是-363和-500kJ/mol，而钠离子和铵离子的水合自由能则分别为-301和-381kJ/mol。
离子水合自由能直接影响离子在水溶液中的活性和动力学。
随着溶液中离子浓度的增加，离子水合自由能的影响逐渐减小。
当离子浓度足够高时，水分子和离子之间的空隙减少，离子间的相互作用逐渐增强，离子水合自由能的影响逐渐缩小。
离子水合自由能也可以用于解释溶液中离子聚集的现象。
h2o分子解离能垒
h2o分子解离能垒
H2O分子解离能垒是一个重要的化学概念，涉及到水分子的键能以及解离反应的能量变化。
H2O分子由两个氢原子和一个氧原子组成，形成了一个稳定的共价键。
然而，当水分子的共价键受到足够的能量时，它可能会发生解离，形成自由态的氢原子和氧原子。
这个过程需要克服一定的能量障碍，这个障碍被称为解离能垒。
解离能垒的大小对于理解水的物理和化学性质具有重要意义。
在常温常压下，H2O分子的解离能垒相对较高，这意味着水分子在自然状态下不易发生解离。
然而，在某些条件下，如高温或高电场强度下，水分子的解离能垒可能会降低，使得解离反应更容易进行。
解离能垒的大小也与水分子的结构有关。
在水分子的电子云分布中，氧原子对电子的吸引力较强，使得电子更倾向于围绕氧原子运动。
这种结构使得水分子的共价键具有一定的稳定性，从而提高了解离能垒。
此外，解离能垒还与水的化学反应活性有关。
由于解离能垒的存在，水分子在一般情况下不易与其他物质发生化学反应。
然而，当解离能垒被克服时，水分子可能会与其他物质发生反应，形成新的化合物。
在研究水的物理和化学性质时，解离能垒是一个重要的参数。
通过测量和计算解离能垒的大小，可以了解水的稳定性、反应活性以及与其他物质的相互作用。
这些信息对于理解水的行为以及在化学、生物学和环境科学等领域中的应用具有重要意义。
总之，H2O分子解离能垒是理解水分子稳定性、反应活性和与其他物质相互作用的关键参数。
它的大小反映了水分子的共价键强度和稳定性，对于理解水的物理和化学性质具有重要意义。
h2o分子结构模型
h2o分子结构模型
h2o分子结构模型是一种重要的物理模型，用于研究物质在各种物理和化学条件下的状态和性质。
它具有重要的实践意义，被广泛应用于化学、物理和材料研究中。
H2O分子结构模型是根据H2O分子的实际结构构建的，该分子实际上是一个两原子的分子，由一个氢原子和一个氧原子构成。
H2O分子结构模型可以用来理解H2O分子在非平衡和动态状态下的变化。
此外，它还可以用来模拟H2O分子受到电场、磁场、和力场的影响。
H2O分子结构模型包括两种结构，一种是由一个氢原子和一个氧原子（H2O）构成的线性结构，另一种是基于氧原子的三角形结构。
根据H2O分子结构模型，氢原子的质量可以把水分子的旋转和摆动抵消，从而使H2O分子保持稳定状态。
在氢原子的影响下，水分子能够在水的表面形成“膜”状态，这是水分子在液体状态下形成的特有现象。
由于H2O分子结构模型可以解释水分子的稳定性，因此它有着重要的实践意义。
H2O分子结构模型的发展和应用，为生物学、化学、材料等领域的研究提供了重要的理论依据。
例如，H2O分子结构模型可以解释水分子的冷却反应，从而为精确控制物质状态提供理论依据。
此外，H2O分子结构模型还可以用来解释水分子蒸气化反应，即水分子蒸发并形成水。
最后，H2O分子结构模型还可以解释水分子的自由度，从而改变水分子的性质。
总之，H2O分子结构模型对于研究物质在各种物理和化学条件下
的状态和性质具有重要的意义，是一种重要的物理模型。
它的发展和应用，为化学、物理和材料研究等领域的研究提供了重要的理论依据，可以为控制和理解物质状态提供准确的理论支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.引言HIV-1激酶（hum an im m unodeficiencyvirus type1protease，HIV-1PR）在人类免疫缺陷病毒HIV-1的复制过程中扮演了重要的角色，它将前体蛋白Pr55gag和Pr160gag-pol转化为病毒复制所必需的结构蛋白与复制酶[1]。
因此，开发与研究HIV-1激酶的小分子抑制剂对于AIDS（获得性免疫缺陷综合征，Acquired Im m une Deficiency Syndrom e）的治疗就起到了关键作用。
目前为止，已经开发了各种各样的HIV-1PR小分子抑制剂并对其与HIV-1激酶的结合进行了理论研究[2-14]。
蛋白质与小分子抑制剂的作用环境为体液环境，在蛋白质-配体的结合过程中水分子的重要性正日益得到重视。
水分子可以通过氢键作用稳定蛋白质与配体形成的复合物，如稳定人类二氢叶酸还原酶（hum andihydrofolate reductase）与甲氨蝶呤（m ethotrexate）形成的复合物[15]；某些情形下，当配体和蛋白质结合时有序水分子会被配体分子取代，从而通过有利的熵变作用获得更强的结合能力[16]，如HIV-1PR与环脲（cyclic urea）衍生物形成复合物的过程[17]。
几年前，当我们研究蛋白质-配体的结合时并不考虑水分子的作用，但最近有些课题组在分子对接[17-20]以及药物设计[21-23]中考虑了水分子的作用结果获得了更加精确的数据。
Poornim a以及Dean[16,24-25]确定出起作用的水分子所具有的共同特征：至少形成3个氢键、低的B因子、位于蛋白质表面的沟中。
在药物设计中考虑水分子时其难点在于我们并不能确定是哪些水分子在蛋白质-配体的结合中起了作用，但理论化学计算可确定此类水分子。
本文以HIV-1PR与小分子抑制剂形成的复合物为主体，评述了结合部位内部不同的水分子在结合过程中所起的作用。
2.理论计算方法要确定不同的水分子在结合过程中所起的作用，我们必须计算水分子对于蛋白质-配体相结合的结合自由能的贡献。
常用的计算结合自由能贡献的方法有两种：（1）double-decoupling m ethod[26]；（2）inhom ogeneous fluidsolvationtheory[27-28]。
其中最常用的方法为double-decouplingm ethod。
2.1double-decoupling m ethod图1double-decoupling m ethod的热力学分析图图1中，A表示复合物；B表示所研究的水分子；ΔG1和ΔG2分别表示将B从A中转移到气相时的自由能变化以及将B从溶剂中转移到气相时的自由能变化；ΔG a b s表示A、B结合时的结合自由能变化，即水分子对结合自由能的贡献。
ΔG2可以通过自由能微扰[29]（FEP）或热力学积分[30-31]（TI）方法直接计算得到。
ΔG1的计算是通过下列公式完成的：当常压下（1atm）以及体系的配体分子能自由旋转时上式转化为：2.2inhom ogeneous fluid solvation theory在此方法中，水分子对结合自由能的贡献是通过一系列的公式计算得到的：ΔG so lv=Esw+ΔE w w-T(S sw+ΔS w w)3.水分子在HIV-1PR与抑制剂的结合中所起的作用3.1W at301的作用除抑制剂DM P323[32-33]、DM P450[34]外，W at301几乎出现在所有的HIV-1PR-抑制剂复合物以及HIV-1PR-底物复合物中，它是一种保守的水分子（区别于可取代的水分子），位于HIV-1PR的flaps结构的下方，对于HIV-1PR-配体的结合起了至关重要的作用。
图2不同水分子在复合物中的位置及形成的氢键，数值表示距离（魡）Noriaki Okim oto等[35]分析了不同的水分子对于维持HIV-1PR-底物复合物的活性结构所起的作用。
从图2可以看出，W at301（W AT00）虽与HIV-1PR以及底物形成了4个氢键，但对于活性部位的维持并不起作用。
在此复合物中，W at301的主要作用是控制flaps结构的开-关以及稳定形成的复合物。
Donald Ham elberg等[36]利用double-decoupling m ethod计算了W at301对于HIV-1PR与抑制剂KNI-272相结合的结合自由能贡献。
表1将W at301从溶剂中转移到气相下的自由能变化（kcal/m ol）表2HIV-1PR/KNI-272复合物中W at301对于结合自由能的贡献（kcal/m ol）根据表2，ΔG°AB=-3.1±0.6kcal/m ol为一个绝对不能忽略的数值，表结构水分子对结合自由能贡献的影响山东师范大学王寿山［摘要］结晶水分子存在于大多数蛋白质-配体复合物中，研究其对维持复合物的结构及在蛋白质-配体的结合过程中所发挥的作用有重要的意义。
先前的分子对接、药物设计等均未考虑水分子的参与，近几年考虑到水分子后获得了更加精确的结果，表明结晶水分子在理论研究上的重要性。
本文引用文献39篇，以HIV-1PR与抑制剂形成的复合物为例，综述了结合部位的结晶水分子在维持复合物结构及增强蛋白质-配体的亲和力等方面所起的作用。
［关键词］HIV-PR抑制剂结晶水分子结合自由能贡献氢键508——明W at301大大增强了HIV-1PR与KNI-272之间的亲和能力。
表2中a表示δr=0.33魡，k=16.4kcal/m ol·魡2。
k的选取对最终的结果至关重要，k=164.0kcal/m ol·魡2时，计算得到的ΔG°AB=-0.8±0.1kcal/m o。
因此k的适当选择是计算成功的前提。
Yipin Lu等[37]利用double-decoupling m ethod讨论了HIV-1PR/KNI-272复合物中不同水分子对结合自由能的贡献并探讨了W at301的结合自由能贡献的影响因素。
表3将W at301从溶剂中转移到气相下的自由能变化ΔG2（kcal/m ol）表4不同质子化状态及抑制剂下W at301对结合自由能的贡献（kcal/m ol）比较表1、表3可知的数值是很接近的，表明TI计算结果是可靠的；表2、表4中的ΔG°AB=-3.1±0.6kcal/m ol、ΔG°=-3.2±0.3kcal/m ol数值亦十分接近，表明double-decoupling m ethod的计算结果亦是可靠的且W at301增强了HIV-1PR与KNI-272之间的亲和能力。
比较表4中的第一、二项数值可知，25以及125号残基的不同的质子化状态对W at301结合自由能贡献的影响是很大的；比较第一、三项或第一、四项可知，不同的抑制剂分子对W at301结合自由能贡献的影响亦是很大的。
Zheng Li等[38]利用inhom ogeneous fluid solvation theory计算得到了W at301对HIV-1PR/KNI-272复合物的结合自由能贡献值为-15.2 kcal/m ol，同样表明W at301在很大程度增强了HIV-1PR与KNI-272之间的亲和能力。
Ileana Stoica等[39]在利用M M_PBSA方法计算HIV-1PRs/SQV复合物的结合自由能时包含了W at301，从表5中可得出，不论是哪一种HIV-1PR/SQV复合物，W at301对复合物的结合自由能贡献值均多于3.0kcal/m ol（每项中下一值减去上一值），表明了W at301对HIV-1PR 与SQV相结合的重要性；比较第二（或三或四）项与第一项的结合自由能贡献值可得出，HIV-1PR的残基突变对W at301的结合自由能贡献的影响是很大的。
表5HIV-1PRs/SQV复合物的结合自由能计算值3.2W at566、W at607、W at608的作用Yipin Lu等[37]除探讨了W at301外还讨论了W at566、W at607、W at608对结合自由能的贡献，这四个水分子均位于结合部位内部，具体位置见图3。
从图3可以看出，W at566形成了3个氢键，但其主要作用是构建能够稳定复合物结构的氢键网络，对结合自由能的贡献不大；W at607靠近催化位点D25、D125，与HIV-1PR及KNI-272间均有氢键形成，对结合自由能有一定的贡献；W at608处于结合部位的边缘，在模拟过程中会和溶剂水发生交换，对结合自由能的贡献很小。
故W at566、W at608可通过配体修饰等被取代以获得有利的熵变来增强蛋白质-配体的亲和能力。
具体数值见表6。
图3W at566、W at607、W at608在结合部位中的位置，虚线表示氢键表6W at566、W at607、W at608对结合自由能的贡献4.总结与展望大多数的蛋白质-配体复合物中均存在结晶水分子，其作用或参与结合以增强蛋白质-配体的亲和力或通过形成氢键网络稳定化形成的复合物，前者其重要性不言而喻后者可通过配体修饰被取代以获得更有利的熵变。
目前，虽可利用TI、double-decoupling m ethod、inhom ogeneous fluid solvation theory等方法计算其对结合自由能的总贡献，但更加重要的能量分解（对焓贡献多一些还是对熵的贡献多）还不能精确的获得；上述的三种方法所需的计算资源、计算时间均十分巨大，省时、省资源的新方法亟待开发；影响水分子对结合自由能贡献的因素很多，目前只探讨了很少一部分，还有待于进一步的研究。
虽然对结晶水分子的理论研究目前依然存在种种缺陷，但现有的理论体系在分子对接、药物设计、动力模拟、能量计算等方面均能发挥巨大作用。
参考文献［1］Noriaki Okimoto,Toshiyuki Tsukui,Kiyo Kitayama,Masayuki Hata, Tyuji Hoshino,and Minoru Tsuda.J.Am.Chem.Soc.2000,122,5613-5622.［2］Roberts N.A.,Martin J.A.,Kinchington D.,Broadhurst A.V.,Craig J.C.,Duncan I.B.,Galpin S.A.,Handa B.K.,Kay J.,Krohn A.,et a1..Science. 1990,248,358-361.［3］Kempf D.J.,Marsh K.C.,Denissen J.F.,McDonald E.,Vasavanonda S. ,F1entge C.A.,Green B.E.,Fino L.,Park C.H.,Kong X.P.et a1..Proc.Natl. A.1995,92,2484-2488.［4］Vacca J.P.,Dorsey B.D.,Schleif W.A.,Levin R.B.,Mcdaniel S.L., Darke P.L.,Zugay J.,Quintero J.C.,Blahy O.M.,Roth E.,et a1..Proc.Natl. A.1994,91,4096-4100.［5］Kalish V.,Kaldor S.,Shetty B.,Tatlock B.,Davies J.,Hammond M., Dressman B.,Fritz J.,Appelt K.,Keich S.,Su K.Eur.J.Med.Chem.1995,30, 201s-214s.［6］Reddy P.,Ross J.Formular.1999,567-577.［7］Sham H.L.,Kempf D.J.,Molla A.,Marsh K.C.,Kumar G.N.,Chen C. M.,Kati W.,Stewart K.,Lal R.,Hsu A.Antimicrob.Agents Chemother.1998, 42,3218-3224.［8］Bold G.,Fassler A.,Capraro H.G.,Cozens R.,Klimkait T.,Lazdins J., Mestan J.,Poncioni B.,Rosel J.,Stover D.,Tintelnot-Blomley M.,Acemoglu F.,Beck W.,Boss E.,Eschbach M.,Hurlimann T.,Masso E.,Roussel S., Ucci-Stoll K.,Wyss D.,Lang M.J.Med.Chem.（下转第510页）509——1998,41,3387-3401.［9］Chen X.,Tropsha A.J .Med.Chem.1995,38,42-48.［10］Wittayanarakul K.,Aruksakunwong O.,Saen-oon S.,Chantratita W.,Parasuk V.,Sompornpisut P.,Hannongbua S.,Biophysical J ournal.2005,88,867-879.［11］Yamazaki T.,Nicholson L.K.,Torchia D.A.,Wingfield P.,Stahl S.J .,Kaufman J .D.,Eyermann C.J .,Hodge C.N.,Lam P.Y.S.,Ru .,J .Am.Chem.Soc.1994,116,1079l-10792.［12］J immy L.,David P.,Seved L.,魡sa R.,Guido Z.,Ingemar K.,Hong Zh.,Lotta V.,Bj 觟rn C.,Hallberg.Anders,Bertil S.,Totsten U.Eur.J .Biochem.2004,271,4594.［13］Tie Y.,Boross P.I.,Wang Y-F.,Gaddis L.,Hussain A.K.,Leshchenko S.,Ghosh A.K.,Louis J .M.,Harrison R.W.,Weber I.T.J .Mol.Biol.2004,338,341-352.［14］Kovalevsky A.Y.,Tie Y.,Liu F.,Boross P.I.,Wang Y.F.,Leshchenko S.,Ghosh A.K.,Harrison R.W.,WeberI.T.J .Med.Chem.2006,49,1379-1387.［15］Meiering,E.M.,Wagner,G.J .Mol.Biol.1995,247,294-308.［16］Poornima ,C.S.,Dean,P.M.J .Comput.-Aided Mol.Des .1995,9,500-512.［17］Minke,W.E.,Diller ,D.J .,Hol,W.G.J .,Verlinde,C.L .M.J .J .Med.Chem.1999,42,1778-1788.［18］Rarey,M.,Kramer,B.,Lengauer,T.Proteins 1999,34,17-28.［19］de Graaf,C.,Pospisil,P.,Pos,W.,Folkers,G.,Vermeulen,N.P.E.J .Med.Chem.2005,48,2308-2318.［20］Verdonk,M.L.,Chessari,G.,Cole,J .C.,Hartshorn,M.J .,Murray,C.W.,Nissink,J .W.M.,Taylor,R.D.,Taylor,R.J .Med.Chem.2005,48,6504-6515.［21］Mancera,R.L.J .Comput.-Aided Mol.Des.2002,16,479-499.［22］Garcia-Sosa,A.T.,Firth-Clark,S.,Mancera,R.L.J .Chem.Inf.Model.2005,45,624-633.［23］Garcia-Sosa,A.T.,Mancera,R.L.J .Mol.Model.2006,12,422-431.［24］Poornima ,C.S.,Dean,P.M.J .Comput.-Aided Mol.Des .1995,9,513-520.［25］Poornima ,C.S.,Dean,P.M.J .Comput.-Aided Mol.Des .1995,9,521-531.［26］Gilson,M.K.,Given,J .A.,Bush,B.L .,McCammon,J .A.Biophys.J .1997,72,1047-1069.［27］Lazaridis,T.J .Phys.Chem.1998,102,3531.［28］Lazaridis,T.J .Phys.Chem.B .2000,104,4964.［29］P.A.Kollman.Chem Rev.1999,93,2395-2417.［30］D.L.Beveridge,F.M.Dicapua.Annu Rev Biophys Chem.1989,18,431-492.［31］汪志诚.热力学统计物理［M ］.北京:高等教育出版社，2000年.［32］Lam P.Y.S.,Ru Y.,J ahdav P.K.,Aldrich P.E.,Delucca G.V.,Eyermann C.J .,Chang C.H.,Emmett G.,Holler E.R.,Daneker W.F.,Li L.,Confalone P.N.,McHugh R.J .,Han Q.,Li R.,Markwalder J .A.,Seitz S.P.,Sharpe T.R.,Bacheler L.T.,Rayner M.M.,Klabe R.M.,Shum L.,Winslow D.L.,Korhauser D.M.,J ackson D.A.,Erickson-Viitanen S.,Hodge C.N.J .Med.Chem.1996,39,3514-3525.［33］Lam P.Y.S.,J ahdav P.K.,Eyermann C.J .,Hodge C.N.,Ru Y.,Meek L.T.,Bacheler J .L.,Otto M.J .,Rayner M.M.,Wong Y.N.,Chang C.H.,Weber P.C.,J ackson D.A.,Sharpe T.R.,Erickson-Viitanen S.Science.1994,263,380-384.［34］Hodge C.N.,Aldrich P.E.,Bacheler L.T.,Chang C.H.,Eyermann C.J .,Garber S.,Grubb M.,J ackson D.A.,J adhav P.K.,Korant B.,Lam P.Y.,Maurin M.B.,Meek J .L.,Otto M.J .,Otto M.M.,Reid C.,Sharpe T.R.,Shum L.,Winslow D.L.,Erickson-Viitanen S.Chem Biol.1996,3,301-314.［35］Noriaki Okimoto,Toshiyuki Tsukui,Kiyo Kitayama,Masayuki Hata,Tyuji Hoshino,and Minoru Tsuda.J .Am.Chem.Soc.2000,122,5613-5622.［36］Donald Hamelberg and J .Andrew McCammon.J .Am.Chem.Soc.2004,126,7683-7689.［37］Yipin Lu,Chao-Yie Yang,and Shaomeng Wang.J .Am.Chem.Soc.2006,128,11830-11839.［38］Zheng Li and Themis Lazaridis.J .Am.Chem.Soc.2003,125,6636-6637.［39］Ileana Stoica,S.Kashif Sadiq,and Peter V.Coveney.J .Am.Chem.Soc.2008,130,2639-2648.（上接第509页）本文通过分析的方法自然地构造出辅助函数，从而证明出柯西中值定理。