دینامیك و سینتیك عمل كننده های نانوی خطی پروتئین Viral برای سیستم های روبوتیك بیو – نانو
خلاصه
– تحلیل دینامیك و سینتیك به منظور پیش‌بینی و تایید عملكرد موتور بیومولكولی جدید در مقیاس نانو انجام می‌شود: موتور خطی پروتئین ویرال (VPL). هنگامی كه موتور در معرض تغییر PH محیط قرار دارد، موتور براساس تغییر صورت‌بندی یا ساختاری مشاهده شده در خانواده پروتئین‌هاپوشش دار Viral قرار می‌گیرد. تغییر ساختار موجب حركتی حدود 10nm می‌شود؛ VPL یك عمل كننده یا راه‌انداز خطی بنیادی را ایجاد می‌كند كه می تواند با سایر اجزاء در مقیاس نانوی آلی / غیرآلی مانند عمل كننده‌های DNA و لوله‌های كربنی نانو، برخورد مشتركی داشته باشد. پروتئین‌های مورد استفاده در موتور، در معرض همانند سازی دینامیك مولكولی با استفاده از نرم‌افزاری به نام CHARMm (خواص شیمیایی در علم مكانیك مولكولی هاروارد) قرار داده می‌شوند. نتایج دینامیك بیشتر از طریق انجام مجموعه‌ای از همانند سازی‌های سینتیك با استفاده از روشهای سینتیك مستقیم و معكوس اثبات و تایید می‌شوند.
کلمات کلیدی:
روبوتیك بیو – نانو
دینامیك مولكولی
سینتیك مولكولی
موتورهای مولكولی
مقدمه
جنجال اخیر تحقیق در نانو – تكنولوژی در تلفیق با كشفیات و دستاوردهای مهم در بیولوژیكی مولكولی، تمایل تازه‌ای در حوزه ماشین‌هاو روبوت‌های بیومولكولی ایجاد كرده‌اند. هدف اصلی در حوزة ماشین‌های بیومولكولی، كاربرد عوامل بیولوژیكی گوناگون است كه به عنوان اجزای ماشینی كه كاركرد یكسان در واكنش به تحریك بیولوژیكی یكسان منتها در یك محیط مصنوعی قرار دارند به گونه‌ای كه كاركرد آن در سطح سلولی موجب حركت، نیرو یا علامت می‌شود. در این روش، پروتئین‌ها و DNA می‌توانند به عنوان موتورها، اتصالات مكانیكی، عوامل انتقال یا حسگرها عمل كنند. اگر تمام این اجزای گوناگون با یكدیگر مونتاژ شوند می‌توانند به طور بالقوه، دستگاهها و ابزار نانو با اندازه‌های چندگانه، توانایی اعمال نیروها و كنترل اهداف در جهانی با مقیاس نانو، انتقال اطلاعات از جهانی با مقیاس نانو به جهانی با مقیاس بزرگتر و حتی حركت در محیطی با مقیاس نانو را ایجاد كنند.
تقریبا ماشین‌های بزرگ متداول برای گسترش نیروها و حركتها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا وظایف خاص را انجام دهند. ماشین‌های بیو – نانو می‌توانند برای كنترل اشیای نانو، مونتاژ و ساخت سایر ماشین‌‌ها یا محصولات و عمل نگهداری، تعمیر و بازرسی به كار برده شوند. مزیت‌های توسعه ماشین‌های بیو – نانو شامل: الف) بازده انرژی به دلیل كنش‌های متقابل درون مولكولی و درون اتمی؛ ب) ضرورت نگهداری ساده و قابلیت اعتبار بالا به دلیل فقدان پوشش و نیز مكانیسم‌های هم ایستایی طبیعت (خود بهینه سازی و خود انطباق)؛ ج) هزینه پایین تولید به دلیل اندازه كوچك و وجود طبیعی آنها. شكل 1یكی از مفاهیم ارگانیم یا سازواره نانو را نشان می‌دهد كه «پاهای» آن از پپتیدهای مارپیچی یا حلزونی و بدنه آن با استفاده از لوله‌های كربنی نانو ساخته شده است. كه واحد قدرت نیز یك موتور بیومولكولی است. هدف ما فقط ماشین‌های بزرگتر متداول است كه برای گسترش نیروها و حركتها به منظور انجام وظایف خاص استفاده می شوند؛ ماشین‌های بیو – نانو می‌توانند برای كنترل اشیای نانو، مونتاژ و ساخت سایرماشین‌ها یا محصولات و عمل نگهداری، تعمیر و بازرسی به كاربرده می‌شوند.
فهرست مطالب
دینامیك و سینتیك عمل كننده های نانوی خطی پروتئین Viral برای سیستم های روبوتیك بیو – نانو 1
خلاصه 1
کلمات کلیدی: 1
1- مقدمه 1
2 – جزئیات 3
3-موتور VPL 4
4-سینتیك مولكولی 12
الف – سینتیك مستقیم 14
ب- سینتیك معكوس 16
5 – نتیجه 18