礦物粉塵與微生物壁膜結(jié)構(gòu)分子相互作用模擬研究.pdf

1、分子模擬以其在分子尺度上的可視性已成為界面作用研究中的一項(xiàng)重要的研究手段。本文通過蒙特卡洛、分子動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)等三種計(jì)算模擬手段，模擬了微生物細(xì)胞壁膜生物分子（甘氨酸、絲氨酸、谷氨酸、精氨酸、肽聚糖、類脂A、磷脂）在常見大氣污染物礦物（方解石、石英、蒙脫石）表面的吸附及電子傳遞過程，以期為微生物在礦物表面的粘附及生長提供理論依據(jù)。
　　蒙特卡洛的計(jì)算結(jié)果表明，生物分子在蒙脫石、石英、方解石表面均能穩(wěn)定的吸附。且方解石與生物分子的

2、相互作用要強(qiáng)于蒙脫石，蒙脫石強(qiáng)于石英。生物分子在蒙脫石和石英表面的吸附強(qiáng)弱表現(xiàn)一致。Lipid A最強(qiáng)，磷脂作用最弱，氨基酸團(tuán)簇和PDG的作用大致相當(dāng)。方解石組各生物分子的作用強(qiáng)弱順序?yàn)镚ly＞PDG＞Lipid A＞Arg＞Phospholipid＞Ser＞Glu。
　　分子動(dòng)力學(xué)的計(jì)算結(jié)果表明，石英和蒙脫石主要通過硅氧四面體和鋁氧八面體端面上的氧原子發(fā)生作用。方解石主要是鈣離子和碳酸根離子的氧原子發(fā)生作用。氨基酸團(tuán)簇參與作用的

3、基團(tuán)主要是氨基、羧基及亞甲基；磷脂分子主要是磷酸根基團(tuán)和磷酸甘油酯的酯鍵；Lipid A的主要作用基團(tuán)為氨基葡萄糖上的磷酸根基團(tuán)及脂肪酸鏈上的亞甲基；PDG的作用基團(tuán)為四肽尾上的肽鍵及N-乙酰葡萄糖胺。
　　通過相互作用前后作用體系的非價(jià)鍵能變化，確定了在相互作用過程中主要的作用力。計(jì)算結(jié)果表明，在與蒙脫石和石英作用過程中，中性的氨基酸團(tuán)簇（甘氨酸和絲氨酸）以范德華力為主，酸性和堿性氨基酸團(tuán)簇以靜電作用力為主。類脂 A和磷脂分子以