MD模擬研究電場對環(huán)肽納米管內(nèi)水傳輸特性的影響.pdf

1、本文采用分子動力學(xué)(MD)模擬研究了梯度電場對跨膜環(huán)八肽納米管以及勻強(qiáng)電場對跨膜環(huán)六肽納米管內(nèi)水分子運(yùn)動行為的影響。
　　MD模擬發(fā)現(xiàn)跨膜環(huán)八肽納米管8×cyclo-(WL)4/POPE可承受的軸向梯度電場的Ea值為0.9 V/nm。在Ea≤0.3 V/nm的梯度電場下,管內(nèi)水分子數(shù)目及其位置分布、水分子間氫鍵作用等沒有明顯改變。當(dāng)Ea=0.7~0.9 V/nm時(shí),管內(nèi)擴(kuò)散的水分子數(shù)目以及水分子間的氫鍵數(shù)目均隨 Ea的增大明顯增多

2、,但管內(nèi)水鏈仍以1-2-1-2結(jié)構(gòu)為主。當(dāng)Ea=0.9 V/nm時(shí),填充在α-plane區(qū)域內(nèi)的水分子會因氫鍵作用,被其相鄰 midplane區(qū)域的水分子拖拽,從而遠(yuǎn)離管軸排布。管內(nèi)水分子同時(shí)受到外來電場和兩側(cè)管口方向相反的偶極定向作用,隨 Ea的增大,水分子發(fā)生定向的區(qū)域從左側(cè)管口沿管軸逐漸向右延伸,且定向區(qū)域的偶極角度逐漸減小。引入梯度電場后,環(huán)八肽納米管內(nèi)水分子向左、向右的跳躍速率不再相等,管內(nèi)水分子產(chǎn)生偏向運(yùn)動。
　　模擬

3、發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度 E≤0.5 V/nm的勻強(qiáng)電場對環(huán)六肽納米管8×cyclo-(WL)3在POPE脂質(zhì)膜中的位置及其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性沒有明顯影響。當(dāng)E增大至0.7 V/nm時(shí),環(huán)六肽納米管結(jié)構(gòu)依然保持完整,但穩(wěn)定性有所下降。當(dāng)E≤0.5 V/nm時(shí),隨著E的增大,管內(nèi)水分子數(shù)以及水分子間的氫鍵數(shù)目明顯增多,水分子由最初僅出現(xiàn)在midplane區(qū)域變成在α-plane區(qū)域也有一定的概率分布,但當(dāng) E=0.7 V/nm時(shí),管內(nèi)填充的水分子數(shù)以及水分子間