分子间的相互作用在超分子体系、生物大分子体系及生理过程中起着重要的作用。超分子体系主体．客体的识别、酶的催化作用、基因的复制与突变、配体一受体的识别与结合等过程都与分子间的相互作用有关。配体一受体相互作用的研究有助于阐明药物的作用机理，为合理药物设计提供线索。对配体．受体相互作用进行计算机分子模拟和计算化学研究，是理解配体一受体相互作用的重要手段。 在新农药的创制领域，新型除草剂的研发是一个富有挑战性并对国民经济有重大实际意义的课题。AHAS和KARI是植物支链氨基酸生物合成途径的关键酶，可以作为除草剂设计的靶标。近年来，植物AHAS和KARI的抑制剂复合物晶体结构已经被成功测定，使在分子水平上理解配体-受体相互作用和基于受体结构的药物设计成为可能。 本论文以抑制剂-除草剂靶酶问的相互作用和超分子体系的弱相互作用为研究对象，以多种计算化学和基于结构的计算机辅助药物设计方法为手段展开研究，进行了以下三个方面的研究工作： (1)靶酶AHAS与抑制剂问相互作用及虚拟筛选研究基于单嘧磺隆晶体构象和活性构象的结构差异，采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法对药物与靶酶作用过程中细胞膜传输时的构象转换问题进行研究。结果表明，药物与靶酶作用过程的构象转换主要受溶剂作用的诱导而非受靶酶作用的诱导，转换过程主要在细胞液中完成。 通过分子对接方法研究杂环单取代磺酰脲与靶酶AHAS的相互作用，阐明了嘧啶杂环上的取代基在靶酶作用位点的空间取向是由取代基的性质以及构成大、小“口袋”残基的性质这两方而因素共同决定。 采用MD模拟和MM-PBSA/GBSA方法比较研究了双取代磺酰脲和单取代磺酰脲与靶酶复合物体系的相互作用。研究指出，双取代磺酰脲的嘧啶环与靶酶的Trp574能有效形成π-π作用，而单取代磺酰脲由于取代基的减少导致了嘧啶环与靶酶的Trp574的π-π作用破坏，使其与靶酶的结合能力降低。抑制剂与靶酶的VDW相互作用和非极性溶剂化能是抑制剂与靶酶结合的主要驱动力。 基于靶酶与抑制剂复合物的晶体结构，通过eHiTs软件包对ZINC/drug-like数据库进行搜索，得到一系列打分较高的分子，为发现结构新颖的AHAS抑制剂提供了有用的信息。还通过Pocket v.2程序得到了靶向AHAS抑制剂的基于受体结构药效团模犁，为进一步基于药效团模犁的数据库搜索奠定了基础。 (2)靶酶KARl与抑制剂间相互作用及虚拟筛选研究首先应用多种分了模拟手段，从计算化学角度阐明了靶酶KARI活性位点的两分子Mg<'2+>和血分子晶体J<,2>O的作用，指出了Mg<'2+>和晶体H<,2>O在决定活性位点性质、配体的结合、活性位点构象的构建和维持过程中起着重要的作用，因而研究抑制剂与靶酶的作用必须考虑活性位点的Mg<'2+?和晶体H<,2>O的作用； 基于上述的研究结论，在考虑Mg<'2+>和晶体H<,2>O的情况下进一步应用分子对接及密度泛函理沦研究了抑制剂与靶酶的相互作用，并对潜在抑制剂的结构特征进行了预测，指出可电离酸性基团可能是潜在抑制剂的重要结构特征； 基于靶酶活性位点的性质，采用活性位点包含Mg<'2+>和晶体H<,2>O的受体结构模型，应用eHiTS软件包对ZINC/drug-like数据库进行搜索，得到约1000个潜在的KARI抑制剂，并选择其中部分化合物进行合成及生物测定，初步结果表明有个别化合物具有较好的活性，验证了基于活性位点性质虚拟筛选的合理性。 (3)此外，作为研究抑制剂与靶酶间弱相互作用方法的探索，还将密度泛函理论分别应用到杯[4]吡咯-卤素离子和吖啶基金属配位两个典型的超分子体系弱相互作用的研究中，阐明了这两个超分子体系的弱相互作用木质。