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重要的研究手段。本文通過蒙特卡洛、分子動力學(xué)、量子化學(xué)等三種計算模擬手段，模擬了微生物細胞壁膜生物分子（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、相互作用要強于蒙脫石，蒙脫石強于石英。生物分子在蒙脫石和石英表面的吸附強弱表現(xiàn)一致。Lipid A最強，磷脂作用最弱，氨基酸團簇和PDG的作用大致相當(dāng)。方解石組各生物分子的作用強弱順序為Gly＞PDG＞Lipid A＞Arg＞Phospholipid＞Ser＞Glu。
　　分子動力學(xué)的計算結(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。氨基酸團簇參與作用的

3、基團主要是氨基、羧基及亞甲基；磷脂分子主要是磷酸根基團和磷酸甘油酯的酯鍵；Lipid A的主要作用基團為氨基葡萄糖上的磷酸根基團及脂肪酸鏈上的亞甲基；PDG的作用基團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鍵能變化，確定了在相互作用過程中主要的作用力。計算結(jié)果表明，在與蒙脫石和石英作用過程中，中性的氨基酸團簇（甘氨酸和絲氨酸）以范德華力為主，酸性和堿性氨基酸團簇以靜電作用力為主。類脂 A和磷脂分子以