عنوان

مطالعه تمایل اسیدآمینه‌ها برای عامل‌دارسازی غیرکووالانسی نانولوله‌ی کربنی با استفاده از روش‌های محاسباتی

‭۱۸۱۸۰پ‬

per

مطالعه تمایل اسیدآمینه‌ها برای عامل‌دارسازی غیرکووالانسی نانولوله‌ی کربنی با استفاده از روش‌های محاسباتی

/زهرا طالبیان

: پردیس

، ‮‭۱۳۹۵‬

، میرزائی

چاپی

فاقد کلیدواژه فارسی

کارشناسی ارشد

زیست شناسی سلولی مولکولی گرایش بیوصفیزیک

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۳۱‬

تبریز

نانولوله‌صهای کربنی‮‭(CNTs)‬ ، ساختارصهایی سنتزی و منحصربه‌فرد با ویژگی‌صهای فیزیکو-شیمیایی متنوع هستند .با توجه به خصوصیات ویژه‌صای مانند استحکام، سبکی، رسانایی الکتریکی بالا، توانایی زیاد در حمل و نگهداری مولکول‌صهای کوچک ازجمله داروصها، خواص آنتی‌صباکتریال و ضد سرطانی، در بسیاری از زمینه‌صهای زیستی مانند داروصرسانی، ژن رسانی و دیگر موارد بیولوژیکی کاربرد دارند اما به دلیل هیدروفوب، نامحلول و سمی بودن نانولوله‌صهای کربنی، نمی‌صتوان به‌تنهایی و بدون عامل‌صدارصسازی، از آن‌صها استفاده کرد .در این پایان‌صنامه تمایل بیست اسیدصآمینه‌صی استاندارد برای عامل‌صدارصسازی غیرصکووالان نانولوله‌صی کربنی با هدف تعیین پایدارصترین کمپلکس نسبت به حالت آزاد، مورد مطالعه قرار گرفت .همچنین خواص بیوفیزیکی آمینوصاسیدصها از دیدگاه کوانتومی مورد مطالعه قرار گرفت .بدین منظور از روش‌صهای محاسباتی مکانیک مولکولی و مکانیک کوانتومی استفاده شد .در این مطالعه پارامترصهایی مختلف ازجمله انرژی حلال پوشی، انرژی تشکیل پیوند پپتیدی، انرژی ساختاری، انرژی به ازای واحد جرم مولی، انرژی به ازای توان دوم جرم مولی، انرژی به ازای هر اتم، انرژی زنجیره‌صی جانبی، انرژی‌صهای ‮‭HOMO‬ و ‮‭LUMO‬ و گشتاور دوصقطبی کل مورد آنالیز قرار گرفتند .نتایج نشان داد که آمینوصاسیدصهای گوگردصدار سیستئین و متیونین نسبت به بقیه اسیدهای آمینه در محیطصهای مختلف مورد مطالعه، شامل آبی، گازی و آلی) استون (پایدارصتر هستند .همچنین داده‌صها نشان داد اسیدصهای آمینه دخیل در پیوند پپتیدی نسبت به حالت آزاد پایداری نسبی بالاتری دارند که این امر می تواند برای کانژوگه کردن نانولوله ها به کمک پپتیدها و پروتئین ها مفیدتر باشد .مقدار انرژی ساختاری برای کمپلکس نانولوله با آسپارتیک‌صاسید، گلوتامیک-اسید، سرین و ترئونین مناسب‌تر از بقیه بوده و این چهار آمینوصاسید برای تعامل با نانولوله مساعدصتر هستند .علت تمایل بالای این اسیدصهای آمینه برای عامل‌صدار کردن غیرصکووالانسی سطح نانولوله‌صی کربنی را می‌صتوان به توانایی آن‌صها در تشکیل پیوندصهای شبه هیدروژنی و اندرکنش‌صهای واندروالس با اتم‌صهای کربن از نوع هیبریداسیون ‮‭sp۲‬ سرشار از پیوندهای ، مرتبط دانست.

‮‭Carbon nanotubes (CNTs) are unique synthetic structures with various physicochemical characteristics. According to special properties such as strength, lightness, high electrical conductivity, high ability for carrying small molecules including drugs, anti-bacterial and anti-cancer properties, CNTs are used in different areas of biology such as drug delivery, gene delivery and other biological applications. However, due to the insoluble and hydrophobic properties of CNTs, it is almost impossible to use free CNT without functionalization. In this thesis, the affinity ranking of the twenty standard amino acids for non-covalent functionalization of CNTs was studied using molecular and quantum mechanics computations. Also, the biophysical and quantum properties of free amino acids in ionic, nonionic and suppressed functional carboxylic and amide groups (methylamidation and acetylation, respectively) were comprehensively studied in different media including gas, acetone and water phases. Different parameters such as solvation energies, peptide bond formation energies, structural (HF) energies, energy per unit of molar mass, energy per molar mass square, HF energy per each atom, HF energy of R groups, HOMO and LUMO energies and total dipole moments were analyzed. Results showed that sulfur-containing amino acids (cysteine and methionine) are the most stable among others not only in gas phase but also in acetone and water phases. In addition, data indicated the relative high stability of amino acids in peptide bond compared to free-state for conjugating with nanotube in all phases. Data indicated that the complexes of nanotube with aspartic acid (Asp), glutamic acid (Glu), serine (Ser) and threonine (Thr) are more stable than others and these four amino acids are more suitable to interact with nanotube. The high affinities of Asp, Glu, Ser and Thr for non-covalent functionalization of the surface of CNTs are related to the ability in Hydrogen-like bonds formation and Van der Waals interactions with carbons sp۲ atoms of CNT‬

طالبیان، زهرا

برزگر، ابوالفضل، استاد راهنما

سردرودی، جابر جهان‌بین، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی