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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».