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一种预测碳基纳米材料生物相容性的方法及应用技术

技术编号:40520432 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-01 13:38
本发明专利技术公开了一种预测碳基纳米材料生物相容性的方法及应用,属于生物信息技术领域。所述方法包括:首先获取目标蛋白质三维结构和待测碳基纳米材料三维模型,导入分子动力学模拟软件进行分子动力学互作模拟,采集模拟的蛋白质运动轨迹,提取结果构像,以未进行互作的三维结构作为初始构像;然后分析初始构像和结果构像中的二级结构含量,以及利用分子对接分析初始构像和结果构像与配体结合的亲和力;最后与初始数据比较,若结果二级结构含量和/或结果亲和力值具有统计学意义降低,则判断待测碳基纳米材料的生物相容性低;反之,则判断待测碳基纳米材料的生物相容性高。本发明专利技术为纳米材料生物相容性评估提供了一种简单通用准确的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物信息,具体涉及一种基于分子动力学模拟和分子对接技术预测碳基纳米材料生物相容性的方法及应用


技术介绍

1、蛋白质的界面吸附行为是生物技术和材料科学等许多研究领域的基本问题,并且决定了细胞在材料表面的识别与粘连、调节以及信号传递等过程引发的生物材料的生物安全性问题。例如,在蛋白质芯片、酶固定化和生物传感器等领域,蛋白质需要以有序的取向稳定地吸附在材料表面,并维持天然构象不变。而在食品工程和药物传输等应用方面,需要预防和减少蛋白质在材料表面的非特异性吸附,以降低因吸附而引发的生物污染、机体免疫排斥等问题。

2、碳原子以sp2杂化形成的多种碳基纳米材料,如cnt、石墨烯和石墨,以及它们的氧化衍生物,具有极高的表面积尺寸,广泛用于药物载体、生物传感器、组织工程等领域。例如,boyer等人报道了一种非共价负载核纤层蛋白b1(lb1)的单壁碳纳米管(swcnts),在这一递送系统中,lb1包含的核定位序列能够促进swcnts定位于细胞核,利用共焦拉曼和荧光成像显微镜,可以精确测定并直观显示出swcnts在胞内的摄取过程(patrick d本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,步骤(1)中,根据目标蛋白质的氨基酸序列通过仿真模拟获得蛋白质三维结构;或者从蛋白质数据库中获取三维结构信息。

3.如权利要求1所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,步骤(1)中,根据目标蛋白质的结构和大小,对待测碳基纳米材料的大小、形状和理化性质进行设计并建立三维模型。

4.如权利要求3所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,所述碳基纳米材料为石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、碳60中任意一种...

【技术特征摘要】

1.一种预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,步骤(1)中,根据目标蛋白质的氨基酸序列通过仿真模拟获得蛋白质三维结构;或者从蛋白质数据库中获取三维结构信息。

3.如权利要求1所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,步骤(1)中,根据目标蛋白质的结构和大小,对待测碳基纳米材料的大小、形状和理化性质进行设计并建立三维模型。

4.如权利要求3所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,所述碳基纳米材料为石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、碳60中任意一种;利用gopy对石墨烯、氧化石墨烯进行建模,大小设定为80nm×80nm,不修饰功能基团;利用buildconstruct对碳纳米管建模,长度10nm,直径为5nm,不修饰功能基团;从蛋白质数据库中获取碳60模型。

5.如权利要求1所述的预测碳基纳米材料生物相容性的方法,其特征在于,步骤(2)中,分子动力学互作模拟前,设置目标蛋白质三维结构与待测碳基纳米材料三维模型的初始距离和力场参数,初始距...

【专利技术属性】
技术研发人员:张迪鸣范敏之叶景张小玉
申请(专利权)人:之江实验室
类型:发明
国别省市:

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