纖連蛋白在二氧化鈦表面吸附的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、生物醫(yī)用材料與細(xì)胞的黏附結(jié)合，在生物醫(yī)學(xué)中的置換損傷組織、器官或增進(jìn)其功能的過程中具有重要的作用。細(xì)胞黏附時(shí)一系列反應(yīng)的開端是蛋白質(zhì)在生物用材料表面的吸附。盡管近年來，人們對(duì)細(xì)胞與植入體結(jié)合的研究取得了很大的進(jìn)展，但對(duì)纖連蛋白在生物材料表面吸附的機(jī)理仍缺乏深入了解，并不能準(zhǔn)確掌握纖連蛋白在植入體材料表面吸附的微觀細(xì)節(jié)以及材料表面微結(jié)構(gòu)、水溶劑、電解質(zhì)溶液等對(duì)纖連蛋白吸附的影響。這些研究對(duì)于控制植入體與細(xì)胞有效結(jié)合，獲得滿意生物相容性、結(jié)

2、合強(qiáng)度是非常重要的。
　　分子動(dòng)力學(xué)模擬是研究吸附等表面現(xiàn)象的強(qiáng)有力手段。該方法在對(duì)體系進(jìn)行全原子描述的基礎(chǔ)上，在微觀層次能準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)行為，可以從分子水平上研究吸附的機(jī)理和吸附動(dòng)力學(xué)，獲取在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中無法獲得的微觀細(xì)節(jié)。
　　本課題根據(jù)有機(jī)分子與植入體相結(jié)合的理論，采用分子動(dòng)力學(xué)方法，建立了細(xì)胞粘附蛋白中的纖連蛋白（FNIII10）與二氧化鈦晶體層全原子模型，模擬了蛋白分子在表面吸附的過程，從蛋白分子與表面間的吸附能，分子

3、構(gòu)象等方面分析了纖連蛋白的吸附機(jī)理以及表面微結(jié)構(gòu)對(duì)吸附的影響。同時(shí)模擬了純水溶液和NaCl溶液中纖連蛋白的吸附過程，分析了溶液環(huán)境下纖連蛋白吸附的特點(diǎn)。
　　分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明：纖連蛋白能夠在TiO2（110）面吸附，初始方位不同的蛋白分子在表面的吸附構(gòu)象不同，由于與表面作用的殘基側(cè)鏈數(shù)目和種類的差異，吸附能大小不同；纖連蛋白在具有臺(tái)階微結(jié)構(gòu)的表面吸附時(shí)，與表面間的吸附能增加。在溶液環(huán)境中吸附的纖連蛋白，其分子構(gòu)象變化不大，緊