表面修饰的生物材料与蛋白质大分子相互作用的分子动力学模拟

发布时间：2020-03-15 04:47

【摘要】：作为生物医用材料,其表面与生物大分子间的相互作用直接影响着材料的生物相容性。但是由于这种作用往往包含了非常复杂的过程,因此其作用的机制目前仍知之不多。对于抗凝血生物医用材料来说,根据“维持自然状态”假说,已经制备出一系列具有不同表面结构的材料并被实验证实具有良好的血液相容性。但是假说的合理性仍需要在分子水平上由蛋白质与材料表面相互作用的机制加以进一步验证。 为了解释不同材料与蛋白相互作用的机制,本文选取纤维蛋白原γ链和血红蛋白a亚基作为研究对象,对其在隐性溶剂环境、CHARMm力场、NVT系综、310K、能量最小化的条件下与不同表面修饰的聚氨酯材料的相互作用进行10ns或者5ns的分子动力学模拟。所有的工作是通过MS4.4软件进行建模以及使用DS2.1软件进行分子动力学模拟来完成的。同时将单独的蛋白质体系的分子动力学模拟作为蛋白质的自然状态,同经过表面修饰的聚氨酯材料与蛋白质相互作用后的结果进行对比。通过均方根偏移分析、二面角的分布及构象伸缩性分析等的相关参数的比较,考察不同表面结构对蛋白质自然状态的影响,结合抗凝血试验结果,进一步验证“维持自然状态说”的合理性。 分子动力学模拟的结果表明,具有良好抗凝血性的两性离子结构和亲水性结构表面与蛋白质大分子相互作用时能更好地维持蛋白质的自然状态。
【图文】：

图1.2凝血机制图高分子材料与血液相互接触导致凝血及其血检的形成，主要的途径在于血液的固系统和细胞系统（主要是血小板）发生激活（如图1.3)。还有一些其他的因素

高分子材料与血液相互接触导致凝血及其血检的形成，主要的途径在于血液的凝固系统和细胞系统（主要是血小板）发生激活（如图1.3)。还有一些其他的因素比如补体系统的变化、材料的种类和血液的流动情况等等。高分子材料‘ 1VD因子活化 蛋白质吸附 >-红细胞粘附I \凝血因子活化 < 血小板粘附I I ”血纤维蛋白沉积 血小板释放凝聚 < 溶血I I血检 血小板血检 图1.3血液与高分子材料接触后的凝血过程针对于某种具有良好抗凝血性能的高分子生物材料来讲，应该具备两个条件。不但可以能够抑制凝血因子活化的表面，而且能够防止产生血小板的粘附、释放和聚集，甚至血检，两者不可或缺。因此，，科学家们对抗凝血生物材料如何具有良好的血液相容性从几个方面进行研究设计。比如高分子生物材料表面的化学组成、微观结构的控4
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R318.08

【参考文献】

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本文编号：2587115