《跨膜環肽納米管模擬生物水通道的分子動力學研究》是依託蘇州大學，由樊建芬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：跨膜環肽納米管模擬生物水通道的分子動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：樊建芬
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
環肽納米管通常由胺基酸通過肽鍵首尾相連形成環肽分子，進而通過環肽分子間的氫鍵作用自組裝而成，通過定製環肽納米管外表的疏水特性，可以實現在脂質雙分子層膜中的插入，在模擬生物跨膜通道方面具有廣闊的套用前景。本項目採用具有良好疏水性側鏈的色氨酸（Trp）和亮氨酸（Leu）在雙分子質膜POPE（1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn- Glycero-3-phosphoethanol-amine）中組裝成三種不同管徑的跨膜環肽納米管，同時採用平衡及非平衡分子動力學（EMD和NEMD）方法，模擬研究多種因素（如電場、納米管外的受力、納米管內外共存的多種離子及其它小分子等）對此類跨膜納米通道中的水傳輸特性（包括管內水鏈結構、水分子分布及偶極取向、水在管內的滲透與擴散特性等）的影響及其微觀機制，以期在原子水平揭示生物水通道的工作機制和基本特性，並為人工納米水通道的開發研製提供理論預測。
通過自編的TCL腳本，快速實現了由胺基酸分子通過肽鍵首尾相連形成環肽分子，並進一步通過分子間氫鍵作用實現環肽分子的自組裝，形成環肽納米管。本項目採用具有良好疏水性側鏈的色氨酸（W）和亮氨酸（L）在雙分子質膜POPE中組裝成不同管長、管徑的跨膜環肽納米管k×(WL)n/POPE（管長由k=6,7,8,9,10控制; 管徑由n=3,4,5調節）。採用多種分子動力學模擬手段，考察了不同管長、管徑和膜厚的跨膜環肽納米管的水傳輸特性（包括管內水鏈結構、水分子分布及偶極取向、水在管內的滲透與擴散特性等），以及多種因素（如電場、外力、共存離子或小分子等）對此類跨膜納米通道水傳輸特性的影響及其微觀機制，並進一步將研究拓展到環肽納米管對有機小分子的傳輸與分離，在原子水平獲得了此類人工生物納米通道在多種條件下的基本特性和工作機制，獲得了較為豐富的研究成果。
