智慧型回響性蛋白質冠的計算機模擬研究

《智慧型回響性蛋白質冠的計算機模擬研究》是依託華南理工大學，由周健擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：智慧型回響性蛋白質冠的計算機模擬研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周健
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

蛋白質在納米粒子表面自組裝形成蛋白質冠的基礎研究對生物感測和生物檢測等領域中新技術的套用開發起重要作用。其中，關鍵的基礎科學前沿問題是蛋白質在納米粒子上組裝的取向以及組裝後蛋白質分子的構象變化。本研究擬開發新的蛋白質的粗粒化模型和並行退火蒙特卡羅算法來實現蛋白質在納米粒子表面上吸附取向的快速準確的模擬預測，將採用分子動力學方法探討溫度、pH及離子強度等外部條件對相應智慧型回響性聚合物刷修飾的納米粒子表面上蛋白質的組裝與解組裝的影響，並討論納米粒子曲率和蛋白質濃度等條件對蛋白質在納米粒子表面自組裝形成蛋白質冠的影響規律和機理。在分子水平上有關蛋白質冠可控組裝與解組裝的研究將為實現可保持蛋白質生物活性及生物功能的智慧型回響性蛋白質冠可控自組裝體系的製備提供保障，並為蛋白質冠相關套用產品的設計和開發提供指導。

結題摘要

蛋白質在納米材料表面形成的蛋白質冠，對生物感測和生物檢測等新技術的套用開發起重要作用。本研究採用多尺度分子模擬方法研究智慧型回響性對蛋白質與納米材料形成的蛋白質冠的功能調控，探討了pH、離子強度等外部條件對納米粒子與蛋白質的自組裝與解組裝的影響，並討論納米粒子曲率對蛋白質在納米粒子表面自組裝形成蛋白質冠的影響規律和機理。本項目提出了蒙特卡羅與分子動力學相結合來研究蛋白質冠上蛋白取向與構象的多尺度模擬研究策略。研究發現酶的偶極是影響蛋白質在帶電錶面取向的關鍵因素。提出疏水偶極是影響蛋白質在中性表面吸附取向的重要因素。親水性表面有較好的阻抗蛋白質吸附的特性。在針對該項目的研究中，已經在AIChE J、Chem. Eng. Sci.、ACS Nano.、Nanoscale、J. Phys. Chem. B/C、Phys. Chem. Chem. Phys.、Chem. Comm.、Langmuir、Soft Matter等期刊發表SCI、EI論文46篇，並有數篇入選國際期刊封面論文。在分子水平上有關蛋白質冠可控組裝與解組裝的研究將為實現生物功能導向的智慧型回響性蛋白質冠的製備提供保障，並為相關套用產品的設計和開發提供指導。