Богино пептид нь 2-5 амин хүчлээс бүрдэх жижиг молекул бөгөөд түүнийг нийлэгжүүлэхэд хялбар, өртөг бага, их хэмжээгээр үйлдвэрлэх боломжтой1 учраас судалгааны маш сонирхолтой объект болдог байна. Мөн түүнийг бүрдүүлэх амин хүчлийн шинж чанараас хамааран өөрөө-эрэмблэгдэх (self-assembling) процессын дүнд нанохоолой, файбер, гидрогель гэх мэт биоматериалыг үүсгэдэг ба эдгээр биоматериал нь биотехнологи гэх мэт олон салбарт өргөн хэрэглээтэй1 учраас судлаачдын анхаарлыг их татдаг байна.
Бигино пептидийн өөрөө-эрэмблэгдэх процесс нь өөрөө аяндаа явагддаг бөгөөд түүнийг удирдах хүч нь устөрөгчийн холбоо, электростатик, гидрофобик харилцан үйлчлэл гэх мэт пептидүүд хооронд үүсэх ковалентын холбоосын бус харилцан үйлчлэлүүд юм2,3. Уг процесст пептид нь атом, молекулын түвшинд ямар хэлбэртэйгээр зэрэгцэн, бүтэц үүсгэснээс хамаарч ялгаатай биоматериалыг үүсгэдэг байна. Тиймээс пептидийн өөрөө-эрэмблэгдэх процессыг атом, молекулын түвшинд нарийн ойлгох нь чухал бөгөөд энэ нарийн ойлгосон мэдээлэл нь эргээд энэ процессыг удирдахад туслах юм. Атом, молекулын түвшинд энэхүү процессыг ойлгохын тулд судлаачид молекулын динамик симуляцийн аргыг өргөн ашиглаж байна4,5.
Молекулын динамик симуляцийн арга нь Ньютоны хөдөлгөөний тэгшитгэл дээр суурилан молекулын систем дахь атом бүрийн хөдөлгөөнийг хугацаанаас хамааруулан тооцоолдог байна. Молекулын систем нь хэдэн мянган атомаас бүрддэг тул тооцооллын хугацаа нь системийн хэмжээ болон компьютерийн хүчин чадлаас хамааран хэдэн арван өдөр үргэлжилдэг байна. Симуляцийн дүнд хугацаанаас хамаарах атом бүрийн координат буюу траекторыг хадгалсан өгөгдөл үүсэх юм. Энэхүү өгөгдлөөс пептидийн өөрөө-эрэмблэгдэх процессын эхний үйл явц, үд дүнд үүсэх бүтэц, уг процесст пептидийн аль хэсэг нь илүү чухал үүрэгтэй оролцож болох, уусгагч хэрхэн нөлөөлж болохыг харуулах нарийн мэдээллүүдийг гарган авах боломжтой.
(1) Ni, M.; Zhuo, S. Applications of Self-Assembling Ultrashort Peptides in Bionanotechnology. RSC Adv. 2019, 9 (2), 844–852. https://doi.org/10.1039/C8RA07533F.
(2) Gazit, E. A Possible Role for -Stacking in the Self-Assembly of Amyloid FIbrils. FASEB J.
(3) Görbitz, C. H. Structures of Dipeptides: The Head-to-Tail Story. Acta Crystallogr. B 2010, 66 (1), 84–93. https://doi.org/10.1107/S0108768109053257.
(4) Jeon, J.; Mills, C. E.; Shell, M. S. Molecular Insights into Diphenylalanine Nanotube Assembly: All-Atom Simulations of Oligomerization. J. Phys. Chem. B 2013, 117 (15), 3935–3943. https://doi.org/10.1021/jp308280d.
(5) Mijiddorj, B.; Shirakata, H.; Nakagawa, T.; Ueda, K.; Yokoyama, Y.; Kawamura, I. Stereochemical Effects on the Self-Assembly of Pyrenylalanine-Phenylalanine Dipeptide. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2020, 93 (8), 969–977. https://doi.org/10.1246/bcsj.20190376.
Мэдээ бэлтгэсэн: Симуляци, Тооцооллын салбар - ЭША М.Чагдаржав