در این تحقیق سیال لنارد- جونز محدود شده در نانو حفره ی صفحه ای باز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق که مبتنی بر شبیه سازی دینامیک مولکولی است، نشان می دهد که توزیع سیال در این نانوحفره ها ناهمگن است و تمایل مولکول های سیال برای قرار گرفتن در مجاورت دیواره ها بسیار زیاد است. این تمایل حتی در مواردی که بین مولکول های سیال و دیواره نیروی جاذبه ای وجود نداشته باشد نیز مشاهده می شود. تمایل به آرایش در کنار دیواره ها و در نتیجه توزیع ناهمگن باعث افزایش انتروپی سامانه و پایداری آن می شود. در این تحقیق تأثیر دما، چگالی، فاصله ی بین دو صفحه ی نانوحفره و برهمکنش سیال- دیواره در توزیع ناهمگن ذرات و چگالی سیال محدود شده مورد مطالعه قرار گرفته است. چگالی سیال محدود شده در نانوحفره ی صفحه ای باز از تعادل آن با سیال توده ای تخمین زده می شود که معمولاً متفاوت از سیال توده ای است. این چگالی با افزایش دما کاهش و با افزایش چگالی سیال توده ای، افزایش می یابد. برهمکنش های سیال- دیواره نیز در چگالی سیال محدود شده نقش بسیار مهمی دارد. اهمیت این برهمکنش ها به حدی است که با افزایش جاذبه ی بین مولکول های سیال- دیواره، مولکول های سیال در نزدیکی دیواره ها رفتار شبیه به جامد از خود نشان می دهند و یا تنها اجازه ی حرکت در یک صفحه به موازات دیواره ها را دارند. در پایان کمیت جذب افزوده که نشانگر تمایل ذرات به ورود یا خروج از نانوحفره است، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در مواردی که فاصله ی بین دو صفحه مضرب صحیحی از قطر مولکول ها باشد مولکول ها تمایل شدیدی به ورود به داخل نانوحفره دارند. درنتیجه چگالی سیال محدود شده نسبت به سیال توده ای افزایش می یابد و در مواردی که h/?نیمه صحیح باشد، این تمایل به کمترین مقدار خود می رسد.

در بخش اول این رساله برهمکنش های بین بازشیف های چهار دندانه ای [n2s2] و آلبومین سرم انسانی با بهره گیری از روش های محاسباتی و طیف سنجی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی نشان می دهد که هر سه بازشیف در جایگاه 3 آلبومین سرم انسانی (زیر واحد ib) قرار می گیرند و تمایل زیادی برای اتصال به این پروتئین از خود نشان می دهند. از تجزیه و تحلیل داده های شبیه سازی می توان نتیجه گرفت که اتصال این بازشیف ها به آلبومین سرم انسانی باعث تغییر در ساختار دوم آن نمی گردد ولی از میزان فشردگی آن می کاهد. به علاوه هنگامی که غلظت ثابتی از آلبومین سرم انسانی با مقادیر مختلف بازشیف ها تیتر شد کاهش قابل ملاحظه ای در شدت نشر آن مشاهده گردید و مقادیر ثابت اتصال برای آن ها برابر با m-1 105 × 36/2، m-1 105 × 64/2 و m-1 105 × 279/0 به دست آمد. طیف جذبی هر سه بازشیف نیز با افزایش غلظت پروتئین تغییر یافت که این تغییر نیز به دلیل ایجاد برهمکنش های قوی بین بازشیف ها وآلبومین سرم انسانی می باشد. مقادیر به دست آمده برای تغییر آنتالپی و تغییر آنتروپی استاندارد، مقادیر منفی می باشند که بیان گر این مطلب است که بر همکنش های وان دروالس و پیوندهای هیدروژنی می توانند نقش مهمی در برهمکنش بین این بازشیف ها و آلبومین سرم انسانی ایفا نمایند. در بخش دوم رساله با استفاده از روش داکینگ مولکولی، تعدادی بازدارنده ی جدید با تمایل اتصال بالا برای پروتئین ??-توبولین گزارش شده است. این قسمت از مطالعه شامل دو بخش اصلی است. در بخش اول، طراحی دارو با استفاده از روش اصلاح ترکیبات صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا یک دسته ترکیب، شامل تریپروستاتینa و نوزده مشتق از پیش سنتز شده ی آن انتخاب گردیده و با بهره گیری از ابزار داکینگ مولکولی، انرژی و شیوه ی اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال ??-توبولین، ارتباط بین ساختار و فعالیت این ترکیبات و اثر استخلاف های موجود در موقعیت های مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج داکینگ مولکولی نشان داد که همه ی این ترکیبات در داخل جایگاه اتصال کلشی سین قرار گرفته و انرژی اتصال آن ها در محدوده ی 21/7- تا 70/9- کیلوکالری بر مول می باشد. در مرحله ی بعدی با توجه به نکات کلیدی حاصل از مطالعه ی ترکیبات از پیش سنتز شده، بیش از صد مشتق تریپروستاتینa طراحی و انرژی اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال مورد مطالعه قرار گرفته است و از میان آن ها سیزده ترکیب با بهترین تمایل اتصال (انرژی اتصال در محدوده ی 58/9- تا 74/10- کیلو کالری بر مول)، انتخاب و به عنوان بازدارنده های جدید ??-توبولین گزارش شده اند. در مرحله ی آخر تعدادی از بهترین ترکیبات انتخاب شده و از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی دقیق تر رفتار دینامیکی این ترکیبات و پروتئین ??-توبولین استفاده شد. نتایج نشان داد که بین ??-توبولین و این ترکیبات، کمپلکس های پایدار تشکیل می گردد و پیکربندی این ترکیبات در داخل جایگاه اتصال پروتئین مشابه با ساختارهای به دست آمده از داکینگ مولکولی است. در بخش دوم مطالعه، طراحی دارو با استفاده از روش غربال گری مجازی صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا تعداد زیادی از مشتقات 2و5-دی کتو پی پرازین از پایگاه داده های اینترنتی zinc، انتخاب شده و با استفاده از روش داکینگ مولکولی انرژی های اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال-??توبولین محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بیست عدد از این ترکیبات دارای خاصیت بازدارندگی قوی برای پروتئین-??توبولین می باشند. همه ی این بیست ترکیب دارای انرژی اتصال در محدوده ی بین 49/11- تا 05/14- کیلو کالری بر مول می باشند و با پیکربندی مشابه در داخل جایگاه اتصال کلشی سین قرار می گیرند. سپس بهترین ترکیب انتخاب شده و از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی دقیق تر رفتار دینامیکی آن و پروتئین ??-توبولین استفاده شد. نتایج نشان داد که بین ??- توبولین و این ترکیب، کمپلکس پایداری تشکیل می گردد و تغییر شدیدی در پیکربندی این ترکیب در طول زمان شبیه سازی مشاهده نمی شود. علاوه بر آن میزان فشردگی برای پروتئین در طول زمان شبیه سازی، بدون حضور این ترکیب شدیدتر است.