蛋白質(zhì)在聚乙烯界面吸附的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、蛋白質(zhì)吸附廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、生物材料、蛋白質(zhì)分離、藥物輸送等領(lǐng)域。由于蛋白質(zhì)吸附的復(fù)雜性，人們對(duì)其機(jī)理仍然缺乏完整、準(zhǔn)確的了解。分子動(dòng)力學(xué)模擬可以從分子水平上研究蛋白質(zhì)吸附過(guò)程，獲得實(shí)驗(yàn)無(wú)法得到的信息。聚乙烯是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的高分子材料，普遍應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)等生物醫(yī)學(xué)材料。本文利用GROMACS軟件對(duì)聚十賴氨酸多肽、牛胰蛋白酶抑制劑和人體溶菌酶在聚乙烯界面上的吸附進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬，研究了不同表面形態(tài)、不同側(cè)鏈電荷、不同水分子

2、模型、不同力場(chǎng)條件、不同多肽－表面間距離等因素對(duì)吸附過(guò)程的影響。 在長(zhǎng)方體盒子周期性邊界條件下，利用最速下降法進(jìn)行初始結(jié)構(gòu)的能量?jī)?yōu)化，采用NVT系綜，使用蛙跳法進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬。非鍵相互作用的計(jì)算采用截?cái)嘀捣≒ME方法。根據(jù)蛋白質(zhì)二面角變化和拉氏構(gòu)象圖分布分析了吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化；并對(duì)吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)的回轉(zhuǎn)半徑、溶劑可及面積以及蛋白質(zhì)和聚乙烯界面間的作用能進(jìn)行了分析。 模擬結(jié)果表明，聚乙烯表面對(duì)帶側(cè)鏈電荷

3、的聚十賴氨酸的吸附作用強(qiáng)于對(duì)不帶側(cè)鏈電荷的吸附作用；無(wú)規(guī)聚乙烯表面對(duì)聚十賴氨酸的吸附作用強(qiáng)于規(guī)整聚乙烯表面對(duì)聚十賴氨酸的吸附作用；水分子通過(guò)氫鍵對(duì)聚十賴氨酸的吸附有很大的影響。 動(dòng)力學(xué)模擬還表明，水分子模型和力場(chǎng)的選擇均對(duì)模擬結(jié)果有影響。采用SPC水分子模型，聚乙烯表面對(duì)聚十賴氨酸的吸附作用最強(qiáng)；在AMBER94力場(chǎng)下，聚乙烯表面對(duì)聚十賴氨酸的吸附強(qiáng)于GROMACS力場(chǎng)下的吸附。 構(gòu)象分析表明，在吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)分子的構(gòu)