Конформационная структура комплекса из двух противоположно заряженных полиэлектролитов на поверхности заряженной сферической металлической наночастицы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом молекулярной динамики исследованы конформационные изменения комплекса из двух противоположно заряженных полиэлектролитов, а также полиамфолитного блок-сополимера, состоящего из них, на поверхности сферической металлической наночастицы в зависимости от ее электрического заряда. Представлена математическая модель перестройки двух макромолекулярных оболочек разного знака, распложенных на заряженной сферической наночастице, а также представлена оценка жесткости цепи полиэлектролита в зависимости от его заряда. Рассчитаны радиальные распределения средней плотности атомов полиэлектролитного комплекса и блок-сополимера, расположенных на поверхности заряженной сферической металлической наночастицы. Разноименно заряженные полиэлектролиты в комплексе, а также блок-сополимер плотно обволакивали нейтральную сферическую наночастицу, а при увеличении абсолютной величины заряда наночастицы происходило разбухание макромолекулярной опушки с образованием двух слоев из различно заряженных полиэлектролитов или фрагментов блок-сополимера.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Ю. Кручинин

Оренбургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kruchinin_56@mail.ru

Центр лазерной и информационной биофизики

Россия, Оренбург

М. Г. Кучеренко

Оренбургский государственный университет

Email: kruchinin_56@mail.ru

Центр лазерной и информационной биофизики

Россия, Оренбург

Список литературы

  1. Theodosiou M., Boukos N., Sakellis E. et al. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2019. V. 183. P. 110420.
  2. Chen G., Song F., Xiong X., Peng X. // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. P. 11228.
  3. Mieszawska A.J., Mulder W.J.M., Fayad Z.A., Cormode D.P. // Mol. Pharmaceutics. 2013. V. 10. P. 831.
  4. Dallari C., Lenci E., Trabocchi A. et al. // ACS Sens. 2023. V. 8. P. 3693.
  5. Huang H., Liu R., Yang J. et al. // Pharmaceutics. 2023. V. 15. P. 1868.
  6. Sproncken C.C.M., Gumí-Audenis B., Foroutanparsa S. et al. // Macromolecules. 2023. V. 56. P. 226.
  7. Bakhtiari S.E., Joubert v, Pasparakis G. et al. // European Polymer Journal. 2023. V. 189. P. 111977.
  8. Lueckheide M., Vieregg J.R., Bologna A.J. et al. // Nano Lett. 2018. V. 18. P. 7111.
  9. Huang B., Wen J., Yu H. et al. // Journal of Molecular Structure. 2022. V. 1256. P. 132510.
  10. Fuller M., Kӧper I. // Polymers. 2018. V. 10. P. 1336.
  11. Kucherenko M.G., Izmodenova S.V., Kruchinin N.Yu., Chmereva T.M. // High Energy Chem. 2009. V. 43. P. 592.
  12. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Colloid Journal. 2019. V. 81. P. 110.
  13. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Surfaces and Interfaces. 2021. V. 27. P. 101517.
  14. Kruchinin N. Yu., Kucherenko M. G. // High Energy Chemistry. 2022. V. 56. № 6. P. 499.
  15. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Polymer Science Series A. 2023. V. 65. P. 224.
  16. Kruchinin N.Yu. // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2023. V. 14. P. 719.
  17. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G., Neyasov P.P. // High Energy Chemistry. 2023. V. 57. P. 459.
  18. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2022. V. 96. № 3. P. 622.
  19. Kucherenko M.G., Kruchinin N.Yu., Neyasov P.P. // Eurasian Physical Technical Journal. 2022. V. 19. №. 2 (40). P. 19-29.
  20. Kruchinin N.Yu., Kucherenko M.G. // Polymer Science Series A. 2022, V. 64. № 3. P. 240.
  21. Phillips J.C., Braun R., Wang W. et al. // J. Comput. Chem. 2005. V. 26. P. 1781.
  22. Mhashal A.R. Roy S. // PLoS One. 2014. V. 9. Is. 12. P. e114152
  23. MacKerell A.D. Jr., Bashford D., Bellott M. et al. // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 3586.
  24. Huang J., Rauscher S., Nawrocki G. et al. // Nature Methods. 2016. V. 14. P.71.
  25. Heinz H., Vaia R.A., Farmer B.L., Naik R.R. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 17281.
  26. Miyata T., Kawagoe Y., Okabe T. et al. // Polymer Journal. 2022. V. 54. P. 1297.
  27. Farhadian N., Kazemi M.S., Baigi F.M., Khalaj M. // Journal of Molecular Graphics and Modelling. 2022. V. 116. P. 108271.
  28. Rabani R., Saidi M.H., Rajabpour A. et al. // Langmuir. 2023. V. 39. P. 15222.
  29. Zhang C., Jia H., Zhang Y., Du S. // J. Phys. Chem. B. 2023. V. 127. P 9543.
  30. Gutiérrez-Varela O., Lombard J., Biben T. et al. // Langmuir. 2023. V. 39.P. 18263.
  31. Wang M., Ni S., Yin Y. et al. // Langmuir. 2024. V. 40. P. 1295.
  32. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 10089.
  33. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D. et al. // J. Chem. Phys. 1983. V. 79. P. 926.
  34. Shankla M., Aksimentiev A. // Nature Communications. 2014. V. 5. P. 5171.
  35. Chen P., Zhang Z., Gu N., Ji M. // Molecular Simulation. 2018. V. 44. P. 85.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Полиэлектролиты P3 и N3 (а), а также блок-сополимер NP3 (б) после МД-моделирования на нейтральной сферической золотой наночастице (красным цветом изображены положительно заряженные макроцепь или фрагмент блок-сополимера, а синим – отрицательно заряженные макроцепь или фрагмент блок-сополимера). Радиальные зависимости средней плотности атомов полипептидов (в) на поверхности нейтральной наночастицы: суммарное комплекса полипептидов P3 и N3 (1), отдельные для с полипептидов N3 (2) и P3 (3), блок-сополимера NP3 (4), а также отрицательно (5) и положительно (6) заряженных фрагментов полипептида NP3.

Скачать (605KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Полиэлектролиты P3 и N3 (а, б), блок-сополимер NP3 (в), а также полиэлектролиты P2 и N2 (г) после МД-моделирования на заряженной с поверхностной плотностью σ+0.1 (а), σ+0.2 (б, г) и σ–0.2 (в) сферической золотой наночастице (красным цветом изображена положительно заряженные макроцепь или фрагмент блок-сополимера, а синим – отрицательно заряженные макроцепь или фрагмент блок-сополимера).

Скачать (709KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Радиальные зависимости средней плотности атомов комплекса полипептидов P3 и N3 (а), а также блок-сополимера NP1 (б) на поверхности заряженной сферической металлической наночастицы с различной поверхностной плотностью заряда: 0 (1), σ+0.05 (2), σ+0.1 (3), σ–0.1 (4), σ+0.2 (5) и σ–0.2 (6).

Скачать (252KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Радиальные зависимости средней плотности атомов комплекса полиэлектролитов N2 и P2 на поверхности сферической металлической наночастицы, заряженной с поверхностной плотностью σ–0.2 (1 – суммарное по всем атомам комплекса полиэлектролитов, 2 и 3 — по атомам полиэлектролитов N2 и P2, 4 и 5 — по атомам звеньев Arg и Asp).

Скачать (138KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Радиальные зависимости средней плотности атомов полиэлектролитов N3 (1) и P3 (2) в их комплексе, а также отрицательно (3) и положительно (4) заряженных фрагментов блок-сополимера NP3 на поверхности сферической металлической наночастицы, заряженной с поверхностной плотностью σ–0.2 .

Скачать (148KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024