蛋白質(zhì)在聚乙烯界面吸附的分子動力學模擬.pdf

1、蛋白質(zhì)吸附廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學、生物材料、蛋白質(zhì)分離、藥物輸送等領(lǐng)域。由于蛋白質(zhì)吸附的復雜性，人們對其機理仍然缺乏完整、準確的了解。分子動力學模擬可以從分子水平上研究蛋白質(zhì)吸附過程，獲得實驗無法得到的信息。聚乙烯是一種結(jié)構(gòu)簡單、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)學材料。本文利用GROMACS軟件對聚十賴氨酸多肽、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行了分子動力學模擬，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、不同力場條件、不同多肽－表面間距離等因素對吸附過程的影響。 在長方體盒子周期性邊界條件下，利用最速下降法進行初始結(jié)構(gòu)的能量優(yōu)化，采用NVT系綜，使用蛙跳法進行了分子動力學模擬。非鍵相互作用的計算采用截斷值法PME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程中蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化；并對吸附過程中蛋白質(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行了分析。 模擬結(jié)果表明，聚乙烯表面對帶側(cè)鏈電荷

3、的聚十賴氨酸的吸附作用強于對不帶側(cè)鏈電荷的吸附作用；無規(guī)聚乙烯表面對聚十賴氨酸的吸附作用強于規(guī)整聚乙烯表面對聚十賴氨酸的吸附作用；水分子通過氫鍵對聚十賴氨酸的吸附有很大的影響。 動力學模擬還表明，水分子模型和力場的選擇均對模擬結(jié)果有影響。采用SPC水分子模型，聚乙烯表面對聚十賴氨酸的吸附作用最強；在AMBER94力場下，聚乙烯表面對聚十賴氨酸的吸附強于GROMACS力場下的吸附。 構(gòu)象分析表明，在吸附過程中蛋白質(zhì)分子的構(gòu)