应用场景

探索MoS2纳米颗粒体内转运的分子机理研究

研究目的

许多纳米生物材料由于缺乏对其体内行为基本原理的理解,未能达到临床试验阶段。本文通过体内实验和分子动力学模拟相结合的方法,描述了MoS2纳米材料的迁移、转化和生物利用度。结果表明,静脉注射钼后肝窦、脾红髓中钼含量明显丰富。这种生物分布是由自发形成于血液中的蛋白冠介导的,主要是载脂蛋白E。MoS2的物转化导致钼元素在钼酶中的整合,从而增加了钼在肝脏中的特异性,影响了钼的代谢。我们的发现揭示了纳米材料在体内经历了一个“蛋白质-电晕桥联的转运-转化-生物利用度”链,并提示由必需微量元素组成的纳米材料可以转化为生物体可以利用的活性生物分子。结果表明,纳米材料的长期生物转化可能对肝脏代谢产生影响。

研究方法

该研究以二硫化钼MoS2作为研究对象,通过建立的分析方法研究了纳米-蛋白质、纳米-血液、纳米-肝脏和纳米-脾脏等相互作用过程,利用超级计算机分析了MoS2与ApoE,HSA,Fg等多种蛋白的结合模式和动态相互作用。旨在全面理解MoS2与ApoE,HSA,Fg的动态结合过程。

平台使用

在理论模拟研究中,主要需要克服三大困难:首先,不同于普通的蛋白质,对于这种新兴的二维纳米材料,对其理论模拟的报道还非常少,其力场参数的确定是模拟准确性的关键。因此,投入了较大计算资源,采用量化计算DFT第一性原理的方法计算了其最稳态结构及对应的力场参数。

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