نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی علوم زیستی- دانشکده علوم و فنون نوین-دانشگاه تهران

2 ایران، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده علوم و فنون نوین، گروه مهندسی علوم زیستی

3 دانشگاه تهران دانشکده علوم و فناوری نوین

4 داتشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

خواص ویژه نانوذرات و برهمکنش آنها با مولکول های زیستی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. هنگامی که نانوذرات طلا به بدن وارد می‌شوند، با مولکول‌های زیستی مختلف مانند پروتئین‌ها، لیپید‌ها، پلی ساکارید‌ها، و اسید‌های نوکلئیک مواجه می‌شوند. پروتئین‌هامی‌توانند به راحتی به سطح نانوذرات طلا متصل شده و در اطراف نانوذرات طلا تشکیل یک پروتئین کرونا دهند. شکل‌گیری کرونا می‌تواند ساختار پروتئین‌های جذب شده را تغییر دهد و در عملکرد فیزیولوژیک آن‌ها اختلال ایجاد کند. بنابر‌این مطالعه برهمکنش‌های نانوذرات طلا و پروتئین‌ها می‌تواند نقطه آغاز مطالعات اثرات زیستی این نانوذرات محسوب ‌شود. در این تحقیق، نظر به نقش‌های کلیدی آنزیم استیل‌کولین استراز در سیستم عصبی و کاربرد‌های متعدد نانوذرات طلا در حوزه‌های مختلف، نحوه برهمکنش نانوذرات طلا با آنزیم استیل‌کولین استراز با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی مطالعه شده است. نتایج حاصل از بررسی ساختار دوم، RMSD و شعاع ژیراسیون نشان‌دهنده‌ی القای فشردگی در ساختار پروتئین به واسطه‌ی حضور نانوذرات طلا می‌باشد. همچنین، نتایج حاصل از آنالیز‌های DSSP، نشان‌گر پایداری ساختار دوم آنزیم طی برهمکنش است. باتوجه به نتایج این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت نانوذرات طلا در مجاورت با آنزیم استیل کولین استراز، تغییرات کنفورماسیونی قابل توجهی در این پروتئین ایجاد نمی کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Molecular Dynamics Simulation of Acetylcholinesterase in the Presence of Gold Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Faramarz Mehrnejad 1
  • Hannane Akbarnejad 2
  • Mohammad Barshan-tashnizi 3
  • Reza Hasan Sajedi 4

1 Department of Life Science Engineering, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran.

2 Department of Life Science Engineering, Faculty of New Sciences and Technology, University of Tehran, Tehran, Iran.

3 Department of Life Science Engineering, Faculty of New Sciences and Technology, University of Tehran, Tehran, Iran.

4 Department of Biochemistry, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

The particular properties of nanoparticles and their interactions with biomolecules have attracted the attention of many scientists. Nanoparticles may affect the structure and function of biomolecules within the body. Proteins can easily attach to the surface of gold nanoparticles and form a protein corona around the nanoparticles. The formation of corona can affect the conformation of absorbed proteins and disrupt their physiological function. Therefore, understanding the interactions of gold nanoparticles and proteins can be considered as a starting point for studying the biological effects of nanoparticles. Considering the broad applications of gold nanoparticles and also the crucial role of acetylcholinesterase in the nervous system, this research used molecular dynamics simulations to study the effects of the gold nanoparticles on the structure of acetylcholinesterase. The results of RMSD, DSSP, and the radius of gyration indicate that the structure of AChE is stable in the presence of gold nanoparticles. Also, the results showed that gold nanoparticles do not cause any significant conformational changes in the protein structure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • gold nanoparticles
  • acetylcholinesterase
  • Molecular dynamics simulations