بررسی نقش محافظتی نانومحموله پروتئینی روی نانولوله dna اریگامی به کمک شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

ساختارهای dna اریگامی از جمله نانولوله ها، به دلیل کاربردهای متنوع و گسترده آن ها از جمله انتقال دارو بسیار مورد توجه هستند. مسئله پایداری و محافظت از نانولوله های dna اریگامی در مقابل تغییرات محیطی، یک چالش مهم و قابل توجه است. در این مقاله، پایداری نانولوله dna اریگامی در حضور محموله پروتئینی با بار مثبت و محموله پروتئینی با بار منفی درون آن ها در دماهای متفاوت با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای به دست آوردن نتایج کمی، نقاط مشخصی روی هر مارپیچ نانولوله dna اریگامی، در سه مقطع ابتدا، وسط و انتهای نانولوله ها در نظر گرفته شده و سپس فاصله هر دو مارپیچ مجاور به صورت میانگین در طی زمان مشخص محاسبه شده است. نتایج نشان داد، حضور محموله با بار مثبت سبب افزایش پایداری و حضور محموله با بار منفی سبب کاهش پایداری نانولوله dna اریگامی شده است. در نتیجه محموله پروتئینی با بار مثبت می‌تواند به عنوان ابزاری برای محافظت از نانولوله dna اریگامی در برابر تنش‌های دمایی محیط بکار برده شود. این مساله می‌تواند در طراحی نانولوله به عنوان حامل دارو مهم و اساسی باشد.

investigating the protective role of protein nanocargo on dna origami nanotube using molecular dynamics simulation

dna origami structures such as nanotubes, due to their diverse and extensive applications including drug delivery, are highlyregarded. the issue of stability and protection of dna origami nanotubes against environmental changes is a significant andnoteworthy challenge. in this paper, the stability of dna origami nanotubes in the presence of positively charged protein cargo and negatively charged protein cargo inside them has been investigated at different temperatures using molecular dynamics simulation. to obtain quantitative results, specific points on each helix of the dna origami nanotube have been considered at three sections: thebeginning, the middle, and the end of the nanotubes. then, the distance between each adjacent pair of helices has been calculated asan average over a specific period of time. the results indicate that the presence of a positive cargo increases the stability, while thepresence of a negative cargo decreases the stability of the dna origami nanotube. consequently, positive protein cargo can beutilized as a tool to protect dna origami nanotubes against environmental thermal stresses. this finding could be crucial in thedesign of nanotubes as drug carriers.