Перестройка конформационной структуры полиамфолитов на поверхности металлическогонанопровода в поперечном сверхвысокочастотном электрическом поле.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No1/16-28Ключевые слова:
полиамфолиты, металлические нанопроволоки, конформационные изменения, молекулярная динамика, микроволновое электрическое полеАннотация
" С использованием метода молекулярной динамики исследована перестройка конформационной структуры адсорбированных на поверхности золотого нанопроводаполиамфолитов с периодическим изменением во времени его полярности в поперечном направлении со сверхвысокой частотой. Рассчитаны радиальные распределения плотности атомов полипептида, а также его угловые распределения на поверхности нанопровода. При высокой температуре наблюдались временные колебания конформационной структуры адсорбированного полиамфолитного полипептида. В этом случае за половину периода изменения полярности нанопроводаконформациямакроцепи изменялась от плотного обволакивания нанопровода к конформационной структуре, при которой макромолекулярная опушка вытянута в поперечном направлении вдоль дипольного момента нанопровода. При низких температуре и значении дипольного момента нанопровода наблюдалось набухание опушки адсорбированного полиамфолита со смещением большей части его звеньев на одну сторону по отношению к плоскости, перпендикулярной направлению дипольного момента нанопровода и проходящей через его ось. При низкой температуре и высоких значениях дипольного момента нанопровода происходила десорбция полиамфолитного полипептида с поверхности нанопровода. Представлена аналитическая модель конформационных перестроек полиамфолитной гауссовой цепи в виде теории возмущ "
Библиографические ссылки
"1 Li D., MaYa., Duan H., et al. Griess reaction-based paper strip for colorimetric/fluorescent/SERS triple sensing of nitrite. BiosensBioelectron. 2018, Vol. 99, pp. 389 – 398.
Feng J., Xu L., Cui G., et al. Building SERS-active heteroassemblies for ultrasensitive Bisphenol A detection. BiosensBioelectron.2016,Vol. 81, pp. 138-142.
Zhao X., Dong J., Cao E., et al. Plasmon-exciton coupling by hybrids between graphene and gold nanorods vertical array for sensor. Applied Materials Today.2019,Vol. 14, pp. 166-174.
Yilmaz M., Senlik E., Biskin E., et al.Combining 3-D plasmonic gold nanorod arrays with colloidal nanoparticles as a versatile concept for reliable, sensitive, and selective molecular detection by SERS. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014,Vol. 16, p. 5563-5570.
Chandran G.T.,Jha G., Qiao S., et al. Supercharging a MnO2 nanowire: an amine-altered morphology retains capacity at high rates and mass loadings.Langmuir,2017, Vol. 33, pp. 9324-9332.
Rong Y., Song L., Si P., et al.Macroscopic assembly of gold nanorods into superstructures with controllable orientations by anisotropic affinity interaction.Langmuir,2017, Vol. 33, pp. 13867-13873.
Azman N.A., Thanh N.X., Kah J.C.Y.Sequestration of Cetyltrimethylammonium Bromide on Gold Nanorods by Human Serum Albumin Causes Its Conformation Change. Langmuir, 2020,Vol. 36, pp. 388-396.
Kesal D., Christau S., Krause P., et al.Uptake of pH-Sensitive Gold Nanoparticles in Strong Polyelectrolyte Brushes.Polymers, 2016,Vol. 8, p. 134.
Lee J., Chung K., Lee J., et al. LSPR Coupling: In Situ Studies of Surface‐Plasmon‐Resonance‐Coupling Sensor Mediated by Stimuli‐Sensitive Polymer Linker. Adv. Funct. Mater.2015,Vol. 25, pp. 6716-6724.
Chen Y., Cruz-Chu E.R., Woodard J., et al. Electrically Induced Conformational Change of Peptides on Metallic Nanosurfaces. ACS Nano, 2012,Vol. 6, pp. 8847-8856.
Sotnikov D.V., Zherdev A.V., Dzantiev B.B.Detection of Intermolecular Interactions Based on Surface Plasmon Resonance Registration. Biochemistry (Moscow), 2015,Vol. 80,pp. 1820-1832.
Zengin A., Tamer U., CaykaraT..A new plasmonic device made of gold nanoparticles and temperature responsive polymer brush on a silicon substrate. J Colloid Interface Sci.2015, Vol. 448, pp. 215-221.
Chen H., You T., Xu G., et al.Humidity-responsive nanocomposite of gold nanoparticles and polyacrylamide brushes grafted on Ag film: synthesis and application as plasmonicnanosensor. Sci. China Mater.2018,Vol. 61, pp. 1201-1208.
KruchininN.Yu., KucherenkoM.G.Molecular dynamics simulation of electrically induced conformational changes of polyampholytic polypeptides on gold nanoparticle surface.Colloid Journal, 2019, Vol. 81, pp. 110-119.
KruchininN.Yu., Kucherenko M.G.Electricallyinduced conformational changes in gold cluster–bonded polyampholytic polypeptides on a surface of gold: molecular dynamic simulation. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2020,Vol. 94, pp. 1433-1438.
KruchininN.Yu., Kucherenko M.G.A Molecular dynamics simulation of polyampholytic polypeptides associated with atomic clusters on the surfaces of metal-like nanoobjects.Biophysics, 2020,Vol. 65, pp. 186-194.
KruchininN.Yu., Kucherenko M.G.Molecular-dynamics simulation of rearrangements in the conformational structure of polyampholytic macromolecules on the surface of a polarized metal nanoparticle. Colloid Journal, 2020, Vol. 82, pp. 136-143.
KruchininN.Yu., Kucherenko M.G.Conformational rearrangements of polyampholytic polypeptides on metal nanoparticle surface in microwave electric field: molecular-dynamics simulation. Colloid Journal, 2020, Vol.82, pp.392-402.
Kucherenko M.G., Stepanov V. N., Kruchinin N. Yu. Intermolecularnonradiative energy transfer in clusters with plasmonic nanoparticles. Optics and Spectroscopy, 2015, Vol. 118, pp. 103-110.
Kucherenko M.G., Stepanov V. N., Kruchinin N. Yu. Plasmon activation and luminescence quenching of solutions of polyphenylenevinylene (MEH-PPV) by single-walled and double-walled carbon nanotubes. Optics and Spectroscopy, 2020, Vol. 128, pp. 1298–1310.
Kucherenko M.G., Rusinov A.P., Chmereva T.M., et al.Kinetics of photoreactions in a regular porous nanostructure with cylindrical cells filled with activator-containing macromolecules.Optics and Spectroscopy, 2009,Vol. 107, pp. 480-485.
Kucherenko M. G., Izmodenova S.V., KruchininN.Yu., Chmereva T.M. Change in the kinetics of delayed annihilation fluorescence during rearrangement of polymer-chain structure in a nanocavity of a solid adsorbent. High Energy Chemistry, 2009, Vol. 43, pp. 592 – 598.
Phillips J.C., Braun R., Wang W., et al.Scalable molecular dynamics with NAMD. J Comput Chem. 2005,Vol. 26, pp. 1781-1802.
MacKerell A.D. Jr., Bashford D., Bellott M., et al. All-atom empirical potential for molecular modeling and dynamics studies of proteins J. Phys. Chem. B. 1998,Vol. 102, pp. 3586-3616.
Heinz H., Vaia R.A., Farmer B.L., Naik R.R.Accurate Simulation of Surfaces and Interfaces of Face-Centered Cubic Metals Using 12−6 and 9−6 Lennard-Jones Potentials.J. Phys. Chem. C.2008,Vol. 112, pp. 17281-17290.
Darden T., York D., Pedersen L.Particle mesh Ewald: An N⋅log(N) method for Ewald sums in large systems. J.Chem. Phys.1993,Vol. 98, pp. 10089-10092.
Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D., et al. Comparison of simple potential functions for simulating liquid water.J. Chem. Phys. 1983,Vol. 79, pp. 926-935.
Novotny L.,Hecht B. Principles of nanooptics. Cambridge: Cambridge University Press. 2006, 564p.
KruchininN.Yu., Kucherenko M.G. Rearrangements in the conformational structure of polypeptides on the surface of a metal nanowire in rotating electric field: molecular dynamics simulation. Colloid Journal, 2021,Vol. 83, pp. 79-87.
Grosberg A.Y., Khokhlov A.R.,Pande V.S.Statistical Physics of Macromolecules. New York: AIP Press. 1994. 347p.
"
