МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНФОРМАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИАМФОЛИТНЫХ ПОЛИПЕПТИДОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАРЯЖЕННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ЗОЛОТОЙ НАНОЧАСТИЦЫ ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
- Авторы: Кручинин Н.Ю.1, Кучеренко М.Г.1
-
Учреждения:
- Центр лазерной и информационной биофизики Оренбургского государственного университета
- Выпуск: Том 65, № 2 (2023)
- Страницы: 150-160
- Раздел: ТЕОРИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
- URL: https://journals.rcsi.science/2308-1120/article/view/135344
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2308112023700438
- EDN: https://elibrary.ru/ZGHRFX
- ID: 135344
Цитировать
Аннотация
Методом молекулярной динамики исследованы изменения конформационной структуры полиамфолитных полипептидов, адсорбированных на поверхности заряженной сферической золотой наночастицы, поляризованной во внешнем однородном электрическом поле. Рассчитаны распределения средней одномерной плотности атомов полипептидов вдоль оси поляризации наночастицы, а также радиальные распределения средней плотности атомов полипептидов, адсорбированных на поверхности наночастицы. В случае, когда поверхностные заряды заряженной наночастицы в одной из приполярных областей скомпенсированы зарядами, индуцированными на наночастице внешним электрическим полем, наблюдается образование несимметричной относительно экватора полиамфолитной опушки. В одной приполярной области наночастицы происходит уплотнение макромолекулярного слоя, а в другой – набухание полиамфолитной опушки с образованием петель макроцепи, длина которых зависит от расстояния между заряженными звеньями в макромолекуле. Когда полный заряд наночастицы во внешнем однородном электрическом поле мал, на поверхности наночастицы формируется полиамфолитная опушка, вытянутая в направлении оси поляризации. При небольшой напряженности внешнего однородного электрического поля заряженную наночастицу равномерно обволакивает макромолекулярная опушка, состоящая из трех слоев: двух разноименно заряженных и нейтрального, который располагается между ними.
Об авторах
Н. Ю. Кручинин
Центр лазерной и информационной биофизики Оренбургского государственного университета
Email: kruchinin_56@mail.ru
Россия, 460018, Оренбург, пр. Победы, 13
М. Г. Кучеренко
Центр лазерной и информационной биофизики Оренбургского государственного университета
Автор, ответственный за переписку.
Email: kruchinin_56@mail.ru
Россия, 460018, Оренбург, пр. Победы, 13
Список литературы
- Egorova E.A., van Rijt M.M.J., Sommerdijk N., Gooris G.S., Bouwstra J.A., Boyle A.L., Kros A. // ACS Nano. 2020. V. 14. P. 5874.
- Xing T., Qian Q., Ye H., Wang Z., Jin Y., Zhang N., Wang M., Zhou Y., Gao X., Wu L. // Biosensors Bioelectronics. 2022. V. 212. P. 114430.
- Khlebtsov B.N., Khanadeev V.A., Burov A.M., Le Ru E.C., Khlebtsov N.G. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. P. 10647.
- Lu Y., Tan Y., Xiao Y., Li Z., Sheng E., Dai Z. // Talanta. 2021. V. 234. P. 122585.
- Szekeres G.P., Montes-Bayon M., Bettmer J., Kneipp J. // Anal. Chem. 2020. V. 92. P. 8553.
- Domin H., Piergies N., Swięch D., Pięta E., Proniewicz E. // Colloids Surf. B. 2017. V. 149. P. 80.
- Samieegohar M., Sha F., Clayborne A.Z., Wei T. // Langmuir. 2019. V. 35. P. 5029.
- Domin H., Piergies N., Swięch D., Pięta E., Proniewicz E. // Int. J. Pharmaceut. 2020. V. 586. P. 119537.
- Shahdeo D., Chandra A.B., Gandhi S. // Anal. Chem. 2021. V. 93. P. 11868.
- Li Y., Jin Y., He X., Tang Y., Zhou M., Guo W., Miao W. // Nanomedicine: Nanotechnol., Biol. Medicine. 2022. V. 41. P. 102520.
- Iqbal M.Z., Ali I., Khan W.S., Kong X., Dempsey E. // Mater. Design. 2021. V. 205. P. 109694.
- Nevidimov A.V., Razumov V.F. // Colloid J. 2018. V. 80. P. 676.
- Chen Y., Cruz-Chu E.R., Woodard J., Gartia M.R., Schulten K., Liu L. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 8847.
- Kyaw H.H., Boonruang S., Mohammed W.S., Dutta J. // AIP Adv. 2015. V. 5. P. 107226.
- Solomentsev G.Y., English N.J., Mooney D.A. // J. Comput. Chem. 2012. V. 33. P. 917.
- Fallah Z., Jamali Y., Rafii-Tabar H. // PLoS One. 2016. V. 11. P.e0166412.
- Saeidi H.R., Setayandeh S.S., Lohrasebi A. // Chin. Phys. B. 2015. V. 24. № 8. P. 080701.
- Kolesnikov A., Budkov Y., Basharova E., Kiselev M. // Soft Matter. 2017. V. 13. P. 4363.
- Budkov Y., Kiselev M. // J. Phys.: Condens. Matter. 2018. V. 30. № 4. P. 1.
- Dubrovskii S.A., Balabaev N.K. // Polymer Science A. 2021. V. 63. № 6. P. 891.
- Erukhimovich I.Ya., Kriksin Yu.A., Kudryavtsev Y.V. // Polymer Science Series A. 2022. V. 64. № 2. P. 121.
- Dubrovskii S.A., Balabaev N.K. // Polymer Science A. 2022. V. 64. № 5. P. 549.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Colloid J. 2020. V. 82. № 2. P. 136.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G., Neyasov P.P. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. № 2. P. 362.
- Kruchinin N.Yu. // Colloid J. 2021. V. 83. № 3. P. 326.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Colloid J. 2021. V. 83. № 1. P. 79.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Surfaces Interfaces. 2021. V. 27. P. 101517.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Colloid J. 2021. V. 83. № 5. P. 591.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // High Energy Chem. 2021. V. 55. № 6. P. 442.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. № 3. P. 622.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Colloid J. 2022. V. 84. № 2. P. 169.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Polymer Science A. 2022. V. 64. № 3. P. 240.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.
- Phillips J.C., Braun R., Wang W., Gumbart J., Tajkhorshid E., Villa E., Chipot C., Skeel R.D., Kale L., Schulten K., Phillips J.C., Braun R., Wang W., Gumbart J., Tajkhorshid E., Villa E., Chipot C., Skeel R.D., Kale L., Schulten K. // J. Comput. Chem. 2005. V. 26. P. 1781.
- MacKerell A.D. Jr., Bashford D., Bellott M., Dunbrack Jr. R.L., Evanseck J.D., Field M.J., Fischer S., Gao J., Guo H., Ha S., Joseph-McCarthy D., Kuchnir L., Kuczera K., Lau F.T.K., Mattos C., Michnick S., Ngo T., Nguyen D.T., Prodhom B., Reiher III W.E., Roux B., Schlenkrich M., Smith J.C., Stote R., Straub J., Watanabe M., Wiorkiewicz-Kuczera J., Yin D., Karplus M. // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 3586.
- Huang, J., Rauscher, S., Nawrocki, G., Ran T., Feig M., de Groot B.L., Grubmüller H., MacKerell Jr. A.D. // Nature Methods. 2016. V. 14. P. 71.
- Heinz H., Vaia R.A., Farmer B.L., Naik R.R. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 17281.
- Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 10089.
- Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D., Impey R.W., Klein M.L. // J. Chem. Phys. 1983. V. 79. P. 926.
- Shankla M., Aksimentiev A. // Nature Commun. 2014. V. 5. P. 5171.
- Franco-Ulloa S., Tatulli G., Bore S.L., Moglianetti M., Pompa P.P., Cascella M., De Vivo M. // Nature Commun. 2020. V. 11. P. 5422.
- Chen P., Zhang Z., Gu N., Ji M. // Molec. Simul. 2018. V. 44. P. 85.
- Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J. Molec. Graphics. 1996. V. 14. P. 33.
- Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // High Energy Chem. 2022. V. 56. № 6. P. 499.
- Гросберг А.Ю., Хохлов А.P. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989.
- Kucherenko M.G., Izmodenova S.V., Kruchinin N.Yu., Chmereva T.M. // High Energy Chemi. 2009. V. 43. № 7. P. 592.
Дополнительные файлы
