طراحی ساختار نانودیسک از فسفولیپید اسفنگومیلین جنین جوجه (DPSM) و کلسترول (CHOL) و مطالعه شکل گیری آن: شبیه سازی دینامیک مولکولی دانه درشت

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه آموزشی بیوفیزیک، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، شهر تهران، کشور ایران

doi
چکیده

نانودیسک‌های دولایه ساختارهایی هستند که از دولایه غشایی فسفولیپیدی تشکیل شده‌اند و بین دولایه محتویات یا مولکول‌های آبی وجود ندارد. نانودیسک‌های چهارلایه در واقع شبیه سلول طبیعی هستند که از دو طرف بر آن فشار وارد شده است مثل ساختار گلبول قرمز خون که از دوطرف فرورفتگی دارد. ساختار نانودیسک قادر است داروهای محلول در آب را در بخش سطحی آبدوست خود و داروهای محلول در چربی را در داخل دو لایه خود که محیط آبگریز است، پوشش دهد. سنتز نانودیسک‌ها در محیط آزمایشگاهی و تجربی بسیار زمان‌بر و هزینه‌بر است. لذا در این تحقیق ساختار نانودیسکی با ترکیبی از مولکول‌های اسفنگومیلین جنین جوجه (DPSM) و کلسترول (CHOL) طراحی و ساخته شد. که برای انجام این کار از رویکرد شبیه‌سازی دینامیک مولکولی استفاده شد. بعد از انجام فرایند شبیه سازی، نتایج و آنالیزهای بدست آمده از مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی نشان داد که مولکول‌های انتخابی ساختار نانودیسکی ایجاد کردند که ناشی از خواص شیمی-فیزیکی فسفولیپید اسفنگومیلین جنین جوجه و مولکول کلسترول است. لازم به ذکر است که فسفولیپید اسفنگومیلین جنین جوجه ساختار هندسی مخروطی و همچنین گروه سری بزرگتری نسبت به لیپیدهای دیگر داشته که موجب می‌شود که تمایل این مولکول به ایجاد ساختار نانودیسکی زیاد شود. مولکول کلسترول در بین فسفولیپیدهای اسفنگومیلین جنین جوجه قرار می‌گیرد و با آنها میانکنش برقرار می‌کند. این ویژگی مولکول کلسترول باعث افزایش پایداری ساختار نانودیسک می‌شود. آنالیزهای انرژی شامل انرژی کل، انرژی میانکنش‌های واندروالس و الکترواستاتیک نشان دادند که ساختار نانودیسک ایجاد شده به ثبات و پایداری مناسبی رسیده است.