生物界面分子行為的模擬研究.pdf

1、在生命活動(dòng)中的一些重要過程中，如細(xì)胞貼附、細(xì)胞物質(zhì)交換、以及生物礦化等，往往涉及生物界面結(jié)構(gòu)和分子行為這一基本問題的研究。我們采用分子模擬方法對生物界面中的膜界面以及生物固液界面進(jìn)行了分子層次的深入研究。 我們分別采用了格子MonteCarlo(LatticeMonteCarlo，LMC)分子模擬技術(shù)研究了雙親分子膜界面的結(jié)構(gòu)和分子行為。提出了一種新的油水定域界面格子模型。研究表明，LMC模擬結(jié)果與高分子自洽場統(tǒng)計(jì)理論(SCFT

2、)結(jié)果相符，證明了該模型方法的可靠性。采用該模型可以研究二維和三維情況下不同親水親油性雙親分子在油水界面的的協(xié)同效應(yīng)和鏈長匹配規(guī)律。該方法為今后研究更加復(fù)雜的細(xì)胞膜界面以及生物固液界面奠定了基礎(chǔ)。 我們采用分子動(dòng)力學(xué)(MolecularDynamic，MD)模擬方法研究了羥基磷灰石(HAP)界面，其中HAP是人體中的牙和骨的主要無機(jī)成分。模擬結(jié)果給出了水和生物分子氨基酸和蛋白質(zhì)在不同HAP界面下的結(jié)構(gòu)、吸附位點(diǎn)、吸附斑圖以及吸附

3、行為。為深入探討這些分子在生物礦化過程中的生物功能提供了分子信息基礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)了水在HAP界面的層狀吸附特點(diǎn)，以及不同氨基酸在界面的取向吸附和牙釉原蛋白在HAP上的吸附位點(diǎn)。特別計(jì)算了一些離子或分子進(jìn)出HAP界面結(jié)構(gòu)化水層的能壘，在分子層次解釋了納米HAP在生理環(huán)境下的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的原因，并指出HAP界面水的特殊結(jié)構(gòu)在生物礦化中具有重要的作用，而這一點(diǎn)在過去的研究中為人們所忽視。 此外，對在生物界面下可能存在的瞬間極限條件(高溫高壓)