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环核苷酸cAMP和cGMP作为细胞内第二信使，在视觉，肌肉收缩，神经传递，细胞生长，新陈代谢及变异上起着至关重要的作用，与人类生命活动息息相关。而磷酸二酯酶PDEs是催化水解细胞内第二信使cAMP和cGMP的唯一途径，且PDE2作为药物开发很有吸引力的作用靶标，集中表达在大脑，心脏细胞，神经元中，不仅对维持cAMP和cGMP的浓度水平起着重要的作用，而且其选择性抑制剂在内皮渗透性和改善记忆力等方面也发挥着重要作用。所以我们着眼研究cAMP/cGMP与PDE2相互之间微观结合模式，从结合模式出发，探究PDE2催化水解cAMP/cGMP的机理问题，从而用于研究抑制剂与PDE2之间的结合问题，并设计PDE2其他种类抑制剂，有着非同寻常的意义。
本文以PDE2催化区晶体结构3ITU为基础，综合应用分子对接、分子动力学等计算机辅助药物设计理论方法对36个不同构象cGMP/cAMP进入PDE2活性腔的微观结合模式进行讨论研究。确定以AutoDock4对接结果作为初始构象进行MD动力学模拟，同时明确对于cGMP/cAMP离子型采用AutoDock4默认的gasteiger电荷，中性分子及两性分子采用Gasteiger-Hückel电荷进行对接研究；通过氢键分析确定以去除金属离子两个配位水情况下PDE2受体结构的结合作为理想模型，排除保留与金属离子全部结合水的模型；通过结合模式分析（与GLN859氢键作用，与GLN812氢键作用或与TYR827氢键作用，与ILE826，PHE862，PHE830疏水作用，与HIS656氢键作用以及磷酰氧原子双金属配位作用）和MM/PBSA结合自由能计算，得到cGMP/cAMP结合构象中：顺式强于反式，离子型强于质子化状态，-n7型强于HI和H2型，cGMP强于cAMP结合，并由于本身椅式构象与船式构象之间相对能量的差别，扣除这些能量差值后，确定最佳优势构象为cGMP-chair-syn和cAMP-chair-syn;通过cGMP-rec1，cGMP-rec2，cAMP-rec1，cAMP-rec2四个体系的对接和动力学模拟，以及QM/MM势能面扫描证实GLN switch原理适用于PDE2，区别在于与GLN859构成氢键的原子和GLN switch原理中提到的原子不一致；综合cGMP/cAMP_PDE2微观结合模式提出假想的催化水解机理。