細(xì)胞膜誘導(dǎo)納米粒子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)研究.pdf

1、細(xì)胞膜是眾多生物反應(yīng)和活動(dòng)發(fā)生的場(chǎng)所，而蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜的相互作用所導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化是細(xì)胞進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。因此，如何調(diào)控納米粒子或蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜表面的運(yùn)動(dòng)是理解相關(guān)生物現(xiàn)象的關(guān)鍵，同時(shí)這也是當(dāng)前細(xì)胞生物研究所面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。另一方面，由于納米技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)怎樣利用納米粒子作為藥物和基因運(yùn)輸?shù)妮d體來(lái)實(shí)現(xiàn)藥物的傳遞，或?qū)⒓{米粒子作為細(xì)胞成像材料和診斷試劑，這成為生物納米技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。近年來(lái)，越來(lái)越多的證據(jù)表明

2、實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于對(duì)細(xì)胞膜上納米粒子運(yùn)動(dòng)的控制。甚至，這一運(yùn)動(dòng)行為可為理解復(fù)雜蛋白質(zhì)的運(yùn)動(dòng)提供一個(gè)簡(jiǎn)單的模型。因此，深入理解納米粒子在細(xì)胞表面的微小運(yùn)動(dòng)成為現(xiàn)代生物技術(shù)研究的重要課題之一。
　　在本論文中，我們利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米粒子在細(xì)胞膜表面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的有效控制。我們通過(guò)利用配體對(duì)納米粒子的表面不同區(qū)域進(jìn)行不對(duì)稱修飾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在保持配體主要化學(xué)性質(zhì)和表面嫁接密度相同的條件下，僅僅改變不同粒子表面區(qū)域配體鏈的長(zhǎng)

3、度或是剛性，會(huì)使得納米粒子在任意初始構(gòu)型情況下，都會(huì)最終傾向于用修飾有較短或較硬的配體的一側(cè)來(lái)與細(xì)胞膜接觸。而且，為了實(shí)現(xiàn)這一相互作用構(gòu)型，納米粒子會(huì)自發(fā)的旋轉(zhuǎn)其本身來(lái)予以實(shí)現(xiàn)。此外，我們還對(duì)粒子的這一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明納米粒子在細(xì)胞膜上的自發(fā)旋轉(zhuǎn)與粒子表面配體的構(gòu)象變化和膜的形變密切相關(guān)，其發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自于配體鏈構(gòu)象熵的改變。這些研究成果對(duì)于調(diào)控納米粒子在細(xì)胞膜表面的細(xì)微運(yùn)動(dòng)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單卻非常有效的方法，也為今后