溶菌酶蛋白在聚合物防污膜表面的吸附

胡立梅 蔺存国 王利 苑世领

引用本文: 胡立梅, 蔺存国, 王利, 苑世领. 溶菌酶蛋白在聚合物防污膜表面的吸附[J]. 物理化学学报, 2014, 30(11): 2149-2156. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409021 shu
Citation:  HU Li-Mei, LIN Cun-Guo, WANG Li, YUAN Shi-Ling. Lysozyme Protein Adsorbed on Antifouling Polymer Film Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(11): 2149-2156. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409021 shu

溶菌酶蛋白在聚合物防污膜表面的吸附

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目(973) (2014CB643305)资助 (973) (2014CB643305)

摘要:

采用分子动力学模拟方法比较了溶菌酶蛋白在两种典型聚合物防污材料聚乙二醇(PEG)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面的吸附行为, 在微观上探讨了聚合物膜表面性质对蛋白质吸附的影响. 根据蛋白质与聚合物膜之间的相互作用、能量变化及表面水化层分子的动力学行为, 解释了PEG防污涂层相对于PDMS表面具有更佳防污效果的原因: (1) 相比PDMS涂层, 蛋白质与PEG涂层的结合能量较低, 使其结合更加疏松; (2) 蛋白质吸附到材料表面要克服表面水化层分子引起的能障, PEG表面与水分子之间结合紧密, 结合水难于脱附, 造成蛋白质在其表面的吸附需要克服更高的能量, 不利于蛋白质的吸附.

English

    1. [1]

      (1) Ostuni, E.; Chapman, R. G.; Holmlin, R. K.; Takayama, S.; Whitesides, G. M. Langmuir 2001, 17, 5605. doi: 10.1021/la010384m

      (1) Ostuni, E.; Chapman, R. G.; Holmlin, R. K.; Takayama, S.; Whitesides, G. M. Langmuir 2001, 17, 5605. doi: 10.1021/la010384m

    2. [2]

      (2) Shen, M. C.; Martinson, L.;Wagner, M. S.; Castner, D. G.; Ratner, B. D.; Horbett, T. A. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2002, 13, 367. doi: 10.1163/156856202320253910(2) Shen, M. C.; Martinson, L.;Wagner, M. S.; Castner, D. G.; Ratner, B. D.; Horbett, T. A. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2002, 13, 367. doi: 10.1163/156856202320253910

    3. [3]

      (3) Chambers, L. D.; Stokes, K. R.;Walsh, F. C.;Wood, R. J. Surface and Coatings Technology 2006, 201 (6), 364.(3) Chambers, L. D.; Stokes, K. R.;Walsh, F. C.;Wood, R. J. Surface and Coatings Technology 2006, 201 (6), 364.

    4. [4]

      (4) Zheng, J.; Li, L.; Chen, S.; Jiang, S. Langmuir 2004, 20 (20), 8931. doi: 10.1021/la036345n(4) Zheng, J.; Li, L.; Chen, S.; Jiang, S. Langmuir 2004, 20 (20), 8931. doi: 10.1021/la036345n

    5. [5]

      (5) Cedervall, T.; Lynch, I.; Foy, M.; Berggård, T.; Donnelly, S. C.; Cagney, G.; Dawson, K. A. Angewandte Chemie International Edition 2007, 46 (30), 5754.(5) Cedervall, T.; Lynch, I.; Foy, M.; Berggård, T.; Donnelly, S. C.; Cagney, G.; Dawson, K. A. Angewandte Chemie International Edition 2007, 46 (30), 5754.

    6. [6]

      (6) Aggarwal, P.; Hall, J. B.; McLeland, C. B.; Dobrovolskaia, M. A.; McNeil, S. E. Advanced Drug Delivery Reviews 2009, 61 (6), 428. doi: 10.1016/j.addr.2009.03.009(6) Aggarwal, P.; Hall, J. B.; McLeland, C. B.; Dobrovolskaia, M. A.; McNeil, S. E. Advanced Drug Delivery Reviews 2009, 61 (6), 428. doi: 10.1016/j.addr.2009.03.009

    7. [7]

      (7) Kitano, H.; Sudo, K.; Ichikawa, K.; Ide, M.; Ishihara, K. The Journal of Physical Chemistry B 2000, 104 (47), 11425. doi: 10.1021/jp000429c(7) Kitano, H.; Sudo, K.; Ichikawa, K.; Ide, M.; Ishihara, K. The Journal of Physical Chemistry B 2000, 104 (47), 11425. doi: 10.1021/jp000429c

    8. [8]

      (8) Zheng, H. R.;Wang, X.W.; Lin, X. H.; Geng, Q.; Chen, X.; Dai,W. X.;Wang, X. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1764. [郑华荣, 王晓韡, 林霞晖, 耿强, 陈旬, 戴文新, 王绪绪. 物理化学学报, 2012, 28, 1764.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205112(8) Zheng, H. R.;Wang, X.W.; Lin, X. H.; Geng, Q.; Chen, X.; Dai,W. X.;Wang, X. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1764. [郑华荣, 王晓韡, 林霞晖, 耿强, 陈旬, 戴文新, 王绪绪. 物理化学学报, 2012, 28, 1764.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205112

    9. [9]

      (9) Lüsse, S.; Arnold, K. Macromolecules 1996, 29 (12), 4251. doi: 10.1021/ma9508616(9) Lüsse, S.; Arnold, K. Macromolecules 1996, 29 (12), 4251. doi: 10.1021/ma9508616

    10. [10]

      (10) Wang, Y. Q.;Wang, T.; Su, Y. L.; Peng, F. B.;Wu, H.; Jiang, Z. Y. Langmuir 2005, 21 (25), 11856. doi: 10.1021/la052052d(10) Wang, Y. Q.;Wang, T.; Su, Y. L.; Peng, F. B.;Wu, H.; Jiang, Z. Y. Langmuir 2005, 21 (25), 11856. doi: 10.1021/la052052d

    11. [11]

      (11) Zhao,W.; Su, Y.; Li, C.; Shi, Q.; Ning, X.; Jiang, Z. Journal of Membrane Science 2008, 318 (1), 405.(11) Zhao,W.; Su, Y.; Li, C.; Shi, Q.; Ning, X.; Jiang, Z. Journal of Membrane Science 2008, 318 (1), 405.

    12. [12]

      (12) Chen, H.; Yuan, L.; Song,W.;Wu, Z.; Li, D. Progress in Polymer Science 2008, 33 (11), 1059. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2008.07.006(12) Chen, H.; Yuan, L.; Song,W.;Wu, Z.; Li, D. Progress in Polymer Science 2008, 33 (11), 1059. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2008.07.006

    13. [13]

      (13) Michalkova, A.; Tulyani, S.; Beals, J.; Leszczynski, J. Journal of Molecular Modeling 2012, 18 (1), 239. doi: 10.1007/s00894-011-1058-8(13) Michalkova, A.; Tulyani, S.; Beals, J.; Leszczynski, J. Journal of Molecular Modeling 2012, 18 (1), 239. doi: 10.1007/s00894-011-1058-8

    14. [14]

      (14) Shen, J.W.;Wu, T.;Wang, Q.; Pan, H. H. Biomaterials 2008, 29 (5), 513. doi: 10.1016/j.biomaterials.2007.10.016(14) Shen, J.W.;Wu, T.;Wang, Q.; Pan, H. H. Biomaterials 2008, 29 (5), 513. doi: 10.1016/j.biomaterials.2007.10.016

    15. [15]

      (15) Bai, S.; Li, H.; Zhang, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 849. [白姝, 李浩, 张麟. 物理化学学报, 2013, 29, 849.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201301182(15) Bai, S.; Li, H.; Zhang, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 849. [白姝, 李浩, 张麟. 物理化学学报, 2013, 29, 849.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201301182

    16. [16]

      (16) Fang, Y. Y.; Hu, X. G.; Yu, L.; Li,W. B.; Lin, R. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 84. [方盈盈, 胡新根, 于丽, 李文兵, 林瑞森. 物理化学学报, 2007, 23, 84.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070117(16) Fang, Y. Y.; Hu, X. G.; Yu, L.; Li,W. B.; Lin, R. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 84. [方盈盈, 胡新根, 于丽, 李文兵, 林瑞森. 物理化学学报, 2007, 23, 84.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070117

    17. [17]

      (17) Panos, M.; Sen, T. Z.; Ahunbay, M. G. Langmuir 2012, 28 (34), 12619. doi: 10.1021/la301546v(17) Panos, M.; Sen, T. Z.; Ahunbay, M. G. Langmuir 2012, 28 (34), 12619. doi: 10.1021/la301546v

    18. [18]

      (18) Schuler, L. D.; Daura, X.; Van Gunsteren,W. F. Journal of Computational Chemistry 2001, 22 (11), 1205.(18) Schuler, L. D.; Daura, X.; Van Gunsteren,W. F. Journal of Computational Chemistry 2001, 22 (11), 1205.

    19. [19]

      (19) Van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; Groenhof, G.; Mark, A. E.; Berendsen, H. J. Journal of Computational Chemistry 2005, 26 (16), 1701.(19) Van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; Groenhof, G.; Mark, A. E.; Berendsen, H. J. Journal of Computational Chemistry 2005, 26 (16), 1701.

    20. [20]

      (20) Hess, B.; Kutzner, C.; Van der Spoel, D.; Lindahl, E. Journal of Chemical Theory and Computation 2008, 4 (3), 435. doi: 10.1021/ct700301q(20) Hess, B.; Kutzner, C.; Van der Spoel, D.; Lindahl, E. Journal of Chemical Theory and Computation 2008, 4 (3), 435. doi: 10.1021/ct700301q

    21. [21]

      (21) Lindahl, E.; Hess, B.; Van der Spoel, D. Molecular Modeling Annual 2001, 7 (8), 306.(21) Lindahl, E.; Hess, B.; Van der Spoel, D. Molecular Modeling Annual 2001, 7 (8), 306.

    22. [22]

      (22) Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. The Journal of Chemical Physics 1995, 103 (19), 8577. doi: 10.1063/1.470117(22) Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. The Journal of Chemical Physics 1995, 103 (19), 8577. doi: 10.1063/1.470117

    23. [23]

      (23) Berendsen, H. J.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren,W. F.; DiNola, A. R. H. J.; Haak, J. R. The Journal of Chemical Physics 1984, 81 (8), 3684. doi: 10.1063/1.448118(23) Berendsen, H. J.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren,W. F.; DiNola, A. R. H. J.; Haak, J. R. The Journal of Chemical Physics 1984, 81 (8), 3684. doi: 10.1063/1.448118

    24. [24]

      (24) Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J.; Fraaije, J. G. Journal of Computational Chemistry 1997, 18 (12), 1463.(24) Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J.; Fraaije, J. G. Journal of Computational Chemistry 1997, 18 (12), 1463.

    25. [25]

      (25) Dismer, F.; Hubbuch, J. Journal of Chromatography A 2007, 1149 (2), 312. doi: 10.1016/j.chroma.2007.03.074(25) Dismer, F.; Hubbuch, J. Journal of Chromatography A 2007, 1149 (2), 312. doi: 10.1016/j.chroma.2007.03.074

    26. [26]

      (26) Hower, J. C.; He, Y.; Bernards, M. T.; Jiang, S. The Journal of Chemical Physics 2006, 125 (21), 214704. doi: 10.1063/1.2397681(26) Hower, J. C.; He, Y.; Bernards, M. T.; Jiang, S. The Journal of Chemical Physics 2006, 125 (21), 214704. doi: 10.1063/1.2397681

    27. [27]

      (27) Vanderah, D. J.; La, H.; Naff, J.; Silin, V.; Rubinson, K. A. Journal of the American Chemical Society 2004, 126 (42), 13639. doi: 10.1021/ja047744n(27) Vanderah, D. J.; La, H.; Naff, J.; Silin, V.; Rubinson, K. A. Journal of the American Chemical Society 2004, 126 (42), 13639. doi: 10.1021/ja047744n

    28. [28]

      (28) Shao, Q.; He, Y.; White, A. D.; Jiang, S. The Journal of Physical Chemistry B 2010, 114 (49), 16625. doi: 10.1021/jp107272n(28) Shao, Q.; He, Y.; White, A. D.; Jiang, S. The Journal of Physical Chemistry B 2010, 114 (49), 16625. doi: 10.1021/jp107272n

    29. [29]

      (29) He, Y.; Hower, J.; Chen, S.; Bernards, M. T.; Chang, Y.; Jiang, S. Langmuir 2008, 24 (18), 10358. doi: 10.1021/la8013046(29) He, Y.; Hower, J.; Chen, S.; Bernards, M. T.; Chang, Y.; Jiang, S. Langmuir 2008, 24 (18), 10358. doi: 10.1021/la8013046

    30. [30]

      (30) He, Y.; Chang, Y.; Hower, J. C.; Zheng, J.; Chen, S.; Jiang, S. Physical Chemistry Chemical Physics 2008, 10 (36),5539. doi: 10.1039/b807129b

      (30) He, Y.; Chang, Y.; Hower, J. C.; Zheng, J.; Chen, S.; Jiang, S. Physical Chemistry Chemical Physics 2008, 10 (36),5539. doi: 10.1039/b807129b

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  501
  • 文章访问数:  848
  • HTML全文浏览量:  67
文章相关
  • 发布日期:  2014-10-30
  • 收稿日期:  2014-07-31
  • 网络出版日期:  2014-09-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章