混合自己集合単分子層に吸着したカルジオトキシン蛋白質に関する平均力ポテンシャル計算による分子動力学シミュレーションを用いる熱力学研究

HUNG Shih-Wei; HSIAO Pai-Yi; LU Ming-Chang; CHIENG Ching-Chang; CHIENG Ching-Chang

文献

J-GLOBAL ID：201202218548152260 整理番号：12A1712159

混合自己集合単分子層に吸着したカルジオトキシン蛋白質に関する平均力ポテンシャル計算による分子動力学シミュレーションを用いる熱力学研究

Thermodynamic Investigations Using Molecular Dynamics Simulations with Potential of Mean Force Calculations for Cardiotoxin Protein Adsorption on Mixed Self-Assembled Monolayers

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資料名：
巻： 116 号： 42 ページ： 12661-12668 発行年： 2012年10月25日
JST資料番号： W0921A ISSN： 1520-6106 CODEN： JPCBFK 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

固体表面への蛋白質吸着を理解することは生体工学の分野,特に医療インプラント,診断バイオセンサ,ドラッグデリバリーシステム及び組織工学のような応用に対して極めて重要である。本研究は設計した表面への蛋白質分子の吸着を同定してその機構を特性化するため平均力ポテンシャル計算による分子動力学シミュレーションの使用を提案した。カルジオトキシン(CTX-A3)塩基性蛋白質と混合自己集合単分子層(SAM)表面からなるモデル系の集合を使用した。異なる鎖長のアルカンチオールを混合することによってトポグラフィーが変化した混合SAM表面の集合を創製した。CTX蛋白質が種々の混合SAM上に吸着すると結果は類似の共形変化を受けるが,自由エネルギープロフィルに明確な特性を示した。原子間力顕微鏡測定によって吸着親和性増強,すなわち吸着の自由エネルギー変化を示した。促進CTX吸着がSAMと溶媒両者から寄与を示す物理機構を定量するため成分分析を行なった。更に,自由エネルギー,エンタルピー及びエントロピーのような熱力学的性質の成分分析はSAMから寄与がエンタルピーによって駆動され,溶媒から寄与はエントロピーによって駆動されることを指示した。結果はCTX吸着がエントロピー駆動過程であり,溶媒からエントロピー成分,すなわち疎水性相互作用はSAMへCTX吸着の主要駆動力であることを指示した。本研究は種々の鎖長を有するSAM混合物からなる表面がCTX蛋白質の吸着を促進することも結論付けた。

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蛋白質・ペプチド一般 , 有機化合物の薄膜

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