هدف از مطالعات رابطه ی ساختار و فعالیت یافتن رابطه ای بین رفتار فیزیکوشیمیایی یک مولکول با پارامترهای ساختاری آن است. در این پروژه، رابطه بین غلظت بحرانی میسلی شدن سورفکتانت ها به عنوان یک پارامتر رفتاری مهم در سورفکتانت هاو توصیف کننده های ساختاری و تاثیر این توصیف کننده ها بر یکدیگرمورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، روش های سهم گروه ها، آغازین و نیمه تجربی برای محاسبه ی توصیف کننده ها به کار رفته است. شبکه ی عصبی به همراه منطق فازی برای تشخیص اثر توصیف کننده ها بر غلظت بحرانی میسل شدن و اثر آن ها بر هم استفاده شد. روش های جوباک، کلینسویز و لیدرسن از جمله روش های سهم گروه های پرکاربرد در تخمین پارامترهای فیزیکی مواد به شمار می روند. از این روش ها برای محاسبه ی دمای بحرانی، فشار بحرانی و فاکتور بی شکلی استفاده شده است. برای محاسبه ی پارامترهای ساختاری نظیر انرژی بالاترین اربیتال اشغال شده، انرژی پایین ترین اربیتال خالی، حجم و ضریب تقسیم از روش اب اینیشیو هارتری –فاک با تابع پایه ی 6-31g و روش های نیمه تجربی استفاده شد. الگوریتم anfis ( رابط گرافیکی شبکه ی عصبی و منطق فازی) به عنوان یک الگوریتم شرطی به منظور تشخیص موثرترین فاکتورهای ساختاری بر غلظت بحرانی میسل شدن سورفکتانت های سدیم آلکیل سولفات ها، سدیم آلکیل سولفونات ها و سدیم آلکیل بنزن سولفونات ها استفاده شد. نتایج محاسبات برای دو مدل لیدرسن و کلینسویز فشار بحرانی و نتایج حاصل از مدل جوباک نقطه جوش نرمال را به عنوان موثرترین پارامتر بر غلظت بحرانی میسلی شدن به دست می دهد. همچنین نتایج بدست آمده از هرسه مدل فوق، ترکیب دو توصیف کننده ی فشار بحرانی و چگالی را موثرترین ترکیب توصیف کننده ها بر غلظت بحرانی میسلی شدن به دست می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد که دو توصیف کننده فشار بحرانی و فاکتور غیر کروی بیشترین تاثیر را بر یکدیگر دارند.

در این پایان نامه اثر دما روی پروتیین پلاستوسیانین توسط شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. در مورد دماهای مورد مطالعه تنها تغییرات معنی دار مربوط به منحنی rmsd و rg در دمای 453k مشاهده شد. در این دما, met 92 پایداری کمتری نسبت به سایر باقیمانده ها دارد.نواحی با انعطاف پذیری زیاد مربوط به باقیمانده های 40-56 می باشد. سه حالت شامل حالت طبیعی , واسطه و حالت غیر طبیعی شده و همچنین 2 حالت گذار در دمای 453k مشاهده گردید. آنالیز ساختار دوم نشان داد که اولین حالت گذار شبیه به حالت طبیعی بوده در حالیکه دومین گذار شباهت زیادی به حالت غیرطبیعی دارد.

در این تحقیق مدل سازی qsar روی فعالیت آنتی توموری کمپلکس های فلزیfe(???)-salen مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های تجربی یعنی فعالیت آنتی توموری این ترکیبات (به عنوان ic50) روی سلول های mcf7 از کارهای قبلی جمع آوری شده است. بهینه سازی ساختار سه بعدی این ترکیبات در سطح(( dft(b3lyp/lanl2dz) انجام شده است. توصیف گرها با نرم افزارهای dragon ,gaussian و aim محاسبه شده اند. مطالعه رابطه ساختار و فعالیت توسط روش های خطی و غیر خطی انجام شده است . شبکه عصبی به عنوان روش غیر خطی به کار رفته است و مهم ترین توصیف گرها با الگوریتم anfis انتخاب شده اند. نتایج، توانایی بالای مدل غیرخطی ann-anfis در پیش بینی فعالیت بیولوژیکی سری جدیدی ازاین ترکیبات را نشان می دهد. بر اساس این مطالعه، فعالیت آنتی توموری این ترکیبات اساساً وابسته به پارامترهای فضایی و طبیعت و موقعیت استخلافها روی لیگاند سالن است. بررسی ها نشان می دهند با افزایش حلقه های آروماتیک در پل بین گروه های دی آمینو، فعالیت آنتی توموری کمپلکس افزایش می یابد. استخلاف هایی با خصلت چربی دوستی بیشتر روی لیگاند سالن نیز باعث افزایش خصلت آنتی توموری می شوند. از طرف دیگر، به نظر می رسد که تغییر در حجم و تغییر در پارامترهای فضایی مانع عبور لیگاند از غشای سلولی می شوند، بنابراین این دو پارامتر باید بهینه گردد. با تغییر لیگاند دوم از کلر به ترکیبات هتروسیکلی نیتروژنی، خصلت آنتی توموری افزایش می یابد ولی اثر آن کم تر از تغییر در لیگاند سالن است. آنالیزهای nbo نشان می دهند رابطه خوبی بین فعالیت آنتی توموری و درصد یونی بودن پیوند بین fe(salen) با کلر یا ترکیبات هتروسیکلی وجود دارد، به طوری که با افزایش پارامتر یونی بودن، فعالیت آنتی توموری افزایش می یابد. بدین طریق کمپلکس های فلزی جدید با خصلت آنتی توموری مطلوب طراحی شد.

برهم کنش بین ترکیب سنتزی سالن-کبالت (iii) دارای لیگاند شیف باز n و n- دی پیریدوکسیل (1 و 4- بوتان دی آمین) به عنوان یک لیگاند چهاردندانه با آلبومین سرم انسانی (hsa) در شرایط بافر فسفات (4/7ph ) با استفاده از روش های طیف سنجی uv-vis، فلورسانس، ویسکومتری و داکینگ بررسی گردید. با استفاده از اطلاعات طیف سنجی uv-vis و معادله هیل، ثابت اتصال، ظرفیت پیوندی و ثابت هیل به ترتیب 1- m104 ×854/3، 3 و 632/0 برآورد شد. مقدار ثابت هیل کمتر از یک است که نشان دهنده تعاون منفی است. طیف های فلورسانس hsa در حضور کمپلکس سالن-کبالت (iii) نشان دادند که شدت فلورسانس پروتئین تهییج شده در طول موج های 280 و 295 نانومتر کاهش می یابد. بنابراین، کمپلکس سالن-کبالت (iii) به hsa متصل می شود و این ترکیب به عنوان یک خاموش کننده عمل می کند. همچنین، با توجه به نمودار استرن - ولمر سازوکار خاموشی فلورسانس استاتیک بین hsa و لیگاند پیشنهاد می شود. بر طبق معادله لینویوربرگ ثابت های اتصال برابر با 1 m-104×2/7 در طول موج 280 نانومتر و 1m- 104×3 در طول موج 295 نانومتر تعیین شد و نشان داد که با ثابت اتصال محاسبه شده در روش طیف سنجیuv-vis سازگار هستند. فاصله پیوندی بین hsa و کمپلکس سالن-کبالت (iii) با توجه به نظریه انتقال انرژی رزونانس فلورسانس مقدار 48/2 نانومتر تخمین زده شد. ویسکوزیته ویژه hsa در حضور کمپلکس سالن-کبالت (iii) کاهش پیدا کرد که نشان می دهد اتصال بین کمپلکس سالن-کبالت (iii) و پروتئین باعث تاخوردگی ساختارhsa می شود. پیش بینی جایگاه های اتصال توسط روش داکینگ، با بهره گیری از انرژی آزاد اتصال صورت گرفت. بهترین جایگاه اتصال پیش بینی شده در این مطالعه شامل باقی مانده های آرژنین 114، آرژنین 117، لوسین 115، تیروزین 161 است. همچنین، انرژی آزاد گیبس محاسبه شده g)? (برای برهم کنش کمپلکس کبالت (iii) باhsa برابر با 1- kcal mol6/9- است.

توالی¬های غنی از گوانین در حضور یون¬های فلزی ویژه نظیر پتاسیم ساختار quadruplex ایجاد می¬نمایند. در این رساله، مطالعات طیف¬سنجی و شبیه¬سازی دینامیک مولکولی نشان داد که آپتامر iba پس از اتصال به کاتیون ساختار درون مولکولی quadruplex ایجاد می¬نماید. طیف¬های cd نشان¬دهنده تاخوردگی iba به ساختار همسو quadruplex با پیک مثبت قوی در nm 263 است. آنالیز داده¬های تیتراسیون تعادلی نشان داد که اتصال کاتیون با ضریب هیل 0/2 برای k+ و 9/1 برای na+ پدیده¬ای متعاون است. بر طبق آزمایش غیرطبیعی کردن گرمایی ساختار القا شده توسط پتاسیم پایدارتر از ساختار در حضور سدیم می¬باشد. تاخوردن iba سبب خاموشی تماسی حاصل از شکل¬گیری کمپلکس غیرفلوئورسنت بین دهنده و پذیرنده در دو انتهای آپتامر گردید. به کمک داده¬های خاموشی ثابت اتصال و تعداد جایگاه اتصال معین گردید. براساس داده¬های تجربی مدل اولیه¬ای از ساختار iba به روش مدلینگ مولکولی پیشنهاد شد. این مدل ساختار quadruplex همسو با دوصفحه تتراد دارد. شبیه¬سازی دینامیک مولکولی تاییدکننده پایداری ساختاری در حضور پتاسیم ساختار بوده و در غیاب کاتیون ساختار شبیه¬سازی شده تخریب می¬گردد. بر مبنای شکل¬گیری ساختار quadruplex آپتامر iba برای اندازه¬گیری یون پتاسیم زیست حسگری پیشنهاد گردید. آپتامر به عنوان عنصر شناساگر مولکولی با دو بازوی که مکمل الیگونوکلئوتید نشان¬دار stp بود، ساختار آپتاحسگر را شکل دادند. در حضور، k+ آپتامر از stp جدا شد و سیگنال کاهش می¬یابد. درصد خاموشی سیگنال فلورسانس در محدوده غلظتی mm 4/1- 05/0 با غلظت پتاسیم متناسب است. برای این آپتاحسگر حد تشخیص µm 14 به¬دست آمد. سایر کاتیون¬های فلزی همچون na+، li+، nh4+، ca2+و mg2+ با شناسایی پتاسیم تداخل قابل توجهی نداشتند. فضای درون سلولی بسیار پرازدحام است. لذا به منظور مطالعه اثر ازدحام مولکولی بر روی ساختار، پایداری و عملکرد ساختار quadruplex، اثر اتانول در حضور و غیاب کاتیون مرکزی بر روی ساختار quadruplex حاصل از توالی تلومریک انسانی به روش دینامیک مولکولی ارزیابی گردید. ساختاری که در محلول آبی و در غیاب کاتیون تخریب می¬گشت با بالا رفتن درصد اتانول مجددا پایدار شد. این داده¬های شبیه¬سازی درک ما را از چگونگی تاثیرگذاری ازدحام فضایی بر ساختار quadruplex همسو از دیدگاه مولکولی ارتقاء داد. اتصال انسولین و آپتامر شناساگرش (iba) از طریق چندین روش مختلف طیف¬سنجی بررسی گردید. پارامترهای ترمودینامیکی این اتصال در محدوده دمایی ?c¬37-25 گزارش شد. نتایج فلورسانس همزمان، پراکندگی نور رزونانس و طیف¬های فلورسانس سه بعدی نشان دادند که ساختار انسولین در طی اتصال تغییر می¬یابد. تا خوردن آپتامر iba نشان¬دار با دو مولکول فلوروفور به ساختار quadruplex نشان¬دهنده رخداد خاموشی تماسی بود. بر مبنای این خاموشی فلورسانس آپتاحسگری ساده و حساس برای اندازه¬گیری انسولین در محدوده 70-2 نانومولار پیشنهاد گردید.

در این تحقیق سنتیک و مکانیسم تعویض گوانین نوکلئوتید ها در فاکتور طویل شدن مورد بررسی قرار گرفته است. در این فرآیند gtp وgdp بعنوان سوبسترا به فاکتور طویل شدن اتصال می یابند .سنتیک این فرآیند با حل معادلات دیفرانسیل معمولی (odes) به کمک نرم افزار matlab شبیه سازی شد. با استفاده از نتایج شبیه سازی عددی و تقریب حالت شبه پایا ، یک معادله ی سرعت برای این فرآیند پیشنهاد شد. برای بررسی تاثیر عوامل مختلف نظیر غلظت اولیه اجزای واکنش و ثابت های سرعت بر تولید فرم فعال فاکتور طویل شدن،روش های اسکن پارامتر وتحلیل حساسیت مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد ثابت های سرعت برخی مراحل دارای اهمیت بیشتری هستند ( نظیرk3، k6و...) و با تغییر غلظت اولیه اجزا ی واکنش ثابت های سرعت دیگری اهمیت می یابند.