阻碍蛋白质在以亲水性羟基为末端基团的亲水/疏水自组装单分子层上吸附的因素
生物物理
2024-01-05 v1
摘要
以羟基为末端的自组装单分子层 (OH-SAM) 作为一种抗蛋白质吸附的表面，在船舶航行和医疗植入物等应用中展现出巨大潜力，因此设计防污表面的适当策略至关重要。在此，我们采用分子动力学模拟和炼金术自由能计算，系统分析了在三种堆积密度（{\Sigma} = 2.0 nm-2、4.5 nm-2 和 6.5 nm-2）下，分别以单个和双羟基为末端的 SAM 影响其抗蛋白质吸附能力的因素。我们首次观察到，界面水的致密性和有序性增强了其物理屏障效应，进而增强了 SAM 抗蛋白质吸附的能力。值得注意的是，SAM 微弱的空间位阻效应导致蛋白质嵌入 SAM 中，致使 SAM 对蛋白质缺乏抵抗力。此外，在 {\Sigma} = 6.5 nm-2 时，双羟基末端 SAM 每单位面积的羟基数量大约是 {\Sigma} = 6.5 nm-2 和 4.5 nm-2 时单羟基末端 SAM 的 2 至 3 倍，因此双羟基末端 SAM 对蛋白质的抵抗力较弱。同时，由于 SAM 自身的结构，即形成近乎完美的类冰氢键结构，该 SAM 对蛋白质表现出最弱的抵抗力。本研究将补充并完善 OH-SAM 抗蛋白质吸附的机制，特别是界面水的传统屏障效应。
引用
@article{arxiv.2401.02169,
title = {Factors resisting protein adsorption on hydrophilic/hydrophobic self-assembled monolayers terminated with hydrophilic hydroxyl groups},
author = {Dangxin Mao and Yuan-Yan Wu and Yusong Tu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02169},
year = {2024}
}