本文關鍵詞：藥物大分子穿越細胞核孔的動力學理論模型研究

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【摘要】：隨著能夠直接作用于DNA的新型抗癌藥物的不斷研制以及基因療法的不斷發(fā)展,藥物進核技術得到越來越多的關注。藥物進核技術可以極大地減少藥物對正常細胞的毒副作用,在臨床應用方面具有很好的前景。但是目前存在的問題是藥物進入腫瘤細胞后能夠成功穿越細胞核孔的概率較低,而穿越成功的概率與藥物分子穿越細胞核孔進入細胞核的時間有著密切的關聯(lián),因此從微觀層面探索藥物分子進核的機理的研究成為人們關注的焦點。本文基于自洽場理論,發(fā)展了一個藥物大分子穿越細胞核孔的微觀輸運模型。模型同時考慮了細胞環(huán)境中的多種效應(細胞液靜電效應、細胞核孔蛋白質(zhì)分子疏水效應、蛋白質(zhì)分子靜電效應、細胞核孔阻力效應以及藥物大分子的排除體積效應)對藥物大分子穿越過程的影響。通過對理論模型的數(shù)值計算,獲得了細胞核孔內(nèi)核孔蛋白鏈的分布,研究了相關參數(shù)(藥物大分子鏈長、細胞核孔長度、藥物大分子的分子基團的電荷數(shù)、疏水作用強度、排除體積強度)對藥物大分子穿越細胞核孔的時間的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在核孔中部將形成蛋白質(zhì)分子密度貧化區(qū),這能增加穿越成功的概率。平均穿越時間隨著核孔長度和藥物大分子電荷數(shù)的變化呈凹曲線變化規(guī)律,存在一個平均穿越時間最小的臨界核孔長度和藥物大分子電荷數(shù)。而核孔蛋白鏈的疏水性和排除體積效應強度對穿越時間的影響是單調(diào)的,二者與穿越時間均是負相關的,疏水性越強,平均穿越時間越短；排除體積效應增強,平均穿越時間同樣變短。本文的研究工作及成果可望為研制高吸收率的抗腫瘤藥物提供一些理論依據(jù)。
【關鍵詞】：藥物大分子 核孔復合物 穿越時間 自洽場理論 排除體積效應
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R96
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 變量說明9-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 引言11-12
• 1.2 藥物大分子穿越細胞核孔概述12-13
• 1.2.1 抗腫瘤藥物作用機制12
• 1.2.2 影響穿越過程的因素12-13
• 1.2.3 藥物分子穿孔過程簡介13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本課題研究意義13-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 藥物大分子穿越細胞核孔的動力學模型的理論基礎16-29
• 2.1 細胞生物學基礎16-18
• 2.1.1 細胞核孔結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 穿越細胞核孔的過程17-18
• 2.1.3 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及疏水作用18
• 2.2 高分子構(gòu)象統(tǒng)計理論18-25
• 2.2.1 熱力學基礎18-20
• 2.2.2 高分子鏈的靜態(tài)構(gòu)象20-21
• 2.2.3 真實鏈的構(gòu)象21-24
• 2.2.4 排除體積效應24-25
• 2.3 高分子體系的自洽場理論25-28
• 2.3.1 自洽場理論簡介25-26
• 2.3.2 自洽場方程組26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 藥物大分子穿越細胞核孔的動力學理論模型的建立29-38
• 3.1 藥物大分子穿越細胞核孔的物理模型29
• 3.2 藥物大分子在細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)的擴散理論模型29-32
• 3.3 細胞核孔結(jié)構(gòu)的理論模型32-33
• 3.4 藥物大分子在核孔的擴散理論模型33-35
• 3.5 穿越過程中的自由能和穿越時間35-37
• 3.5.1 自由能35-36
• 3.5.2 穿越時間36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 藥物大分子穿越細胞核孔的動力學模型的數(shù)值求解38-51
• 4.1 控制方程的無量綱化38-41
• 4.2 控制方程的離散化41-44
• 4.3 數(shù)值求解方法44-47
• 4.4 模型編程求解47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 藥物大分子穿越細胞核孔的動力學模型的求解結(jié)果分析51-62
• 5.1 核孔蛋白鏈的分布52-53
• 5.2 穿越過程中藥物大分子鏈的自由能和構(gòu)象熵的變化53-58
• 5.3 平均穿越時間58-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 不足與展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68

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本文編號：1093199