研究目的
許多納米生物材料由于缺乏對(duì)其體內(nèi)行為基本原理的理解,未能達(dá)到臨床試驗(yàn)階段。本文通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的方法,描述了MoS2納米材料的遷移、轉(zhuǎn)化和生物利用度。結(jié)果表明,靜脈注射鉬后肝竇、脾紅髓中鉬含量明顯豐富。這種生物分布是由自發(fā)形成于血液中的蛋白冠介導(dǎo)的,主要是載脂蛋白E。MoS2的物轉(zhuǎn)化導(dǎo)致鉬元素在鉬酶中的整合,從而增加了鉬在肝臟中的特異性,影響了鉬的代謝。我們的發(fā)現(xiàn)揭示了納米材料在體內(nèi)經(jīng)歷了一個(gè)“蛋白質(zhì)-電暈橋聯(lián)的轉(zhuǎn)運(yùn)-轉(zhuǎn)化-生物利用度”鏈,并提示由必需微量元素組成的納米材料可以轉(zhuǎn)化為生物體可以利用的活性生物分子。結(jié)果表明,納米材料的長(zhǎng)期生物轉(zhuǎn)化可能對(duì)肝臟代謝產(chǎn)生影響。
研究方法
該研究以二硫化鉬MoS2作為研究對(duì)象,通過(guò)建立的分析方法研究了納米-蛋白質(zhì)、納米-血液、納米-肝臟和納米-脾臟等相互作用過(guò)程,利用超級(jí)計(jì)算機(jī)分析了MoS2與ApoE,HSA,F(xiàn)g等多種蛋白的結(jié)合模式和動(dòng)態(tài)相互作用。旨在全面理解MoS2與ApoE,HSA,F(xiàn)g的動(dòng)態(tài)結(jié)合過(guò)程。
平臺(tái)使用
在理論模擬研究中,主要需要克服三大困難:首先,不同于普通的蛋白質(zhì),對(duì)于這種新興的二維納米材料,對(duì)其理論模擬的報(bào)道還非常少,其力場(chǎng)參數(shù)的確定是模擬準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。因此,投入了較大計(jì)算資源,采用量化計(jì)算DFT第一性原理的方法計(jì)算了其最穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的力場(chǎng)參數(shù)。