۵۰ نتیجه برای دینامیک مولکولی
دوره ۰، شماره ۰ - ( ۶-۱۴۰۳ )
چکیده
نانوورقهای آلومینیومی از جمله اجرایی هستند که کاربردهای مختلفی در زمینههای متنوع همچون تقویت مواد پایه سیمانی و بهبود عملکرد و کارایی بتن و ارتقا خواص مکانیکی و حجمی خاک رس دارند. در این مطالعه به بررسی پاسخهای مکانیکی نانوورقهای آلومینیومی تحت آزمون کشش و فشار تکمحوری با استفاده از روش دینامیک مولکولی پرداخته میشود. مدل اتمی در نظر گرفته شده برای نانوورق براساس مدل سهبعدی هسته آلومینیومی و پوسته اکسید آلومینیوم است که میتواند توصیف مناسبی از اکسیداسیون سطحی در نمونه داشته باشد. اندرکنش بین اتمی نیز براساس پتانسیل EAM+CTI محاسبه میشود تا مدلسازی دارای دقت خوبی بوده و تاثیرات اندرکنش الکترواستاتیک بین ذرات نیز در نظر گرفته شود. پس از ایجاد پیکربندی اولیه نانوورق، فرایند کمینهسازی انرژی صورت پذیرفته و نمونه تحت شرایط محیطی پایدار میگردد. سپس آزمون تکمحوری کششی و فشاری منطبق با شرایط آزمایشگاهی بر نمونه اعمال شده و نمودارهای تنش-کرنش نمونه تعیین میگردد. به منظور حذف اثرات دینامیکی ناشی از سرعت بالای بارگذاری، اعمال تغییرشکل بر نانوورق به صورت گامبهگام صورت میپذیرد. در این روش برای هر گام از بارگذاری، ابتدا تغییرشکل کمی به آرامی به نمونه اعمال شده، سپس نمونه تحت شرایط تغییرشکل یافته پایدار گردیده و در انتها مقادیر تنش و کرنش در نمونه ارزیابی میشود. شبیهسازی صورت گرفته با مقایسه با دادههای آزمایشگاهی صحتسنجی میشود. پس از تایید صحت مدلسازی، نانوورقها با ضخامتهای مختلف و درصدهای مختلفی از لایه اکسید تحت آزمون تکمحوری ارزیابی شده و نمودار تنش-کرنش آنها بررسی میگردد. نتایج حاکی از تاثیر زیاد ضخامت لایه اکسید بر رفتار مکانیکی نانوورق است، به طوریکه با افزایش درصد لایه اکسید از ۱۵ تا ۶۰ درصد نمونه سختتر شده و مدول یانگ آن از حدود ۷۵ به ۱۰۰ گیگاپاسکال افزایش مییابد. همچنین تاثیر نواقص نقطهایی نیز بر شیب نمودار تنش-کرنش بیانگر کاهش سختی با افزایش میزان حفرات بسیار زیر در نمونهها است.Top of Form
دوره ۱، شماره ۲ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
بررسی و تحقیق بر روی پلیمرهای پر انرژی برای افزایش خواص مکانیکی، ترمودینامیکی و افزایش قدرت انرژی زایی آنها، به عنوان بایندر و نرم کننده پر انرژی با ارزش سوختی بالا در تهیه پیشرانههای با دود کم و بدون خطر انفجار بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. یکی از پلیمرهای پرانرژی، GAP است. در این مقاله از شبیهسازی دینامیک مولکولی برای مقایسه خواص انرژی زایی GAP و GTP استفاده شده است. GTP در اصل شکل اصلاح یافتهی GAP است که در آن گروه عاملی تری آزولیوم متیل نیترات به جای گروه آزید اضافه شده است. خواص مکانیکی پلیمر پرانرژی GAP همیشه موضوعی چالشبرانگیز در زمینهی مواد پرانرژی بوده است. با توجه به خواص حلقهی تری آزولیوم متیل نیترات، انتظار میرود خواص مکانیکی و ترمودینامیکی پلیمر پرانرژی GTP از GAP بیشتر باشد. با بررسیهای بهعمل آمده توسط شبیهسازی دینامیک مولکولی، مشخص شد که GTP مادهای پایدار است و خواص مکانیکی GTP نسبت به GAP مانند مدول یانگ(E) و مدول برشی(G) بهترتیب ۲۷% و ۳۲% کاهش و مدول بالک(K)، ضریب پواسون و نسبت K/G به ترتیب ۱۷%، ۴۲% و ۷۱% افزایش پیدا کرد. همچنین مشخص شد سرعت انفجار، فشار انفجار و اکسیژن بالانس پلیمر پرانرژیGTP نسبت به GAP، به ترتیب ۵%، ۱۴% و ۲۱% افزایش یافت. در نتیجه میتوان گفت استفاده از GTP بهعنوان مادهی اصلاح شده GAP در کاربردهای نظیر پیشرانههای پاک و عاری از کلر برای تقویتکنندهها و موتورهای با پیشرانه جامد درفضا پیماها و همین طور بخش ایمنی خودروها ( کیسه های هوا ) افقی روشن دارد.
دوره ۶، شماره ۳ - ( ۱۰-۱۴۰۱ )
چکیده
چکیده
موضوع تحقیق: پلی (۲-اکسازولینها) خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی هستند که دارای زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری مطلوبی بوده و به دلیل شباهت ساختاری با پلی پپتیدها اخیرا در کاربردهای دارورسانی نیز مورد توجه قرار گرفته اند. از آنجا که این پلیمرها خواص گرمایی و مکانیکی نسبتا پایینی دارند به کمک نانوذرات مناسب نظیر گرافن و نانولوله، تقویت شده و به صورت نانوکامپوزیت استفاده می شوند. سازوکار تقویت کنندگی نانوذرات در ماتریس این پلیمرها هنوز از دیدگاه مولکولی کاملا مشخص نشده است.
روش تحقیق: این پژوهش به منظور فهم بهتر برهمکنش پلیمری بر پایه ۲-اکسازولین با تقویت کننده های نانویی دو بعدی و رفتار این پلیمر در مجاورت آنها صورت گرفت. صورتبندی و دینامیک یک تک زنجیر پلی (۲-اتیل-۲-اکسازولین)، به عنوان نماینده شناخته شده ای از این گروه، در مجاورت یک نانوصفحه گرافن عاملیت دار شده، به کمک دینامیک مولکولی کلاسیک و در یک بازه زمانی ۱۰ نانوثانیه ای شبیه سازی شد. همچنین، اثر تغییر دما به همراه تغییر تعداد مونومرهای زنجیر پلیمر بر روی صورتبندی و دینامیک پلی (۲-اتیل-۲-اکسازولین) بررسی گردید.
نتایج اصلی: تصاویر لحظه ای بدست آمده در زمانهای مشخص نشان دادند که زنجیر پلیمر با نانوصفحه گرافن برهمکنش موثری نشان داده و جذب سطحی به سرعت رخ می دهد. این رویداد با تغییر صورتبندی زنجیر و دینامیک آن همراه است. زنجیر پلیمری در مجاورت نانوصفحه گرافن به صورت تقریبا موازی قرار گرفته و تاخوردگی ایجاد می شود. شعاع چرخش زنجیر در اثر این برهمکنش افزایش یافته و همچنین طول همبستگی جذب سطحی در حد ابعاد واحد تکراری زنجیر است. جابجایی مربع میانگین زنجیر پلی (۲-اتیل-۲-اکسازولین) با نزدیک شدن زنجیر پلیمر به نانوصفحه گرافن کاهش می یابد.
فائزه متقی طلب، سید شهریار عرب، جعفر محمدیان،
دوره ۷، شماره ۲ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
باکتریوردوپسین پروتئینی غشایی است که در هالوباکتریوم سالیناروم به عنوان پمپ پروتون وابسته به نور عمل میکند. این پروتئین شامل هفت زیرواحد مارپیچ آلفا (مارپیچهای A تاG )، یک صفحه بتا و یک کروموفور رتینال است. مطالعات نشان میدهد که پروتئین باکتریوردوپسین دارای خاصیت جذب امواج مایکروویو میباشد. یکی از رایجترین و اصولیترین روشهای مطالعه ماکرومولکولهای زیستی شبیهسازی دینامیک مولکولی است. با استفاده از این روش میتوان تغییرات و دینامیک ساختاری ماکرومولکولهای زیستی و کمپلکس آنها را مطالعه کرد. در پروژه حاضر، از مدلسازی و شبیهسازی دینامیک مولکولی استفاده شده است. پس از مرحله تعادل و جهت بدست آوردن ساختارهای یکدست تر در مرحله تولید، شبیهسازی به مدت ۱۵ نانوثانیه انجام شد، سپس به منظور بررسی مناطق مؤثر در جذب امواج مایکروویو شبیهسازی دینامیک مولکولی همراه با اعمال میدان الکتریکی به مدت زمان ۷۸۶ پیکوثانیه که برابر با مدت زمان تناوب یک موج سینوسی در طیف رادار میباشد، روی کل ساختار پروتئین انجام شد. در نهایت، تغییرات کنفورماسیونی حاصل مورد بررسی قرار گرفت تا مناطق موثر در جذب امواج تعیین شود. مطالعه انجام گرفته نشان میدهد که امواج مایکروویو در فرکانس ۸ گیگاهرتز و در بازه زمانی ذکر شده نمیتواند تغییرات ساختاری گستردهای را در پروتئین ایجاد کند. از سوی دیگر تغییرات ساختاری برگشتپذیری در مناطق صفحه بتا و مارپیچهای D ، C و B تحت تأثیر میدان مشاهده گردید.
فرحنوش دوستدار، راحله اقدمی، فرامرز مهرنژاد، نادر چاپارزاده،
دوره ۹، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
اهداف: بهدلیل ظهور مقاومتهای دارویی در سلولهای سرطانی علیه داروهای رایج، امروزه توجه زیادی به توسعه داروهای ضدسرطان با مکانیزمهای عملکرد جدید معطوف شده است. پارداکسین یک پلیپپتید نوروتوکسیک با خاصیت دوگانهدوستی است. هدف تحقیق حاضر بررسی برهمکنش پپتید ضدمیکروبی پارداکسین با غشای دولایه DPPC (متشکل از ۱و۲- دیپالمیتوئیل-اسان-گلیسرو-۳-فسفاکولین) مدل با استفاده از شبیهسازیهای دینامیک مولکولی بود.
مواد و روشها: در مطالعه شبیهسازی حاضر شبیهسازیها برای محیطهای غشایی مختلف تحت شرایط pH خنثی طراحی شد. ابتدا سیستم عامل لینوکس برای نصب نرمافزار گرافیکی VMD ۱.۸.۶ (دینامیک مولکولی ویژوال) به کار رفت. سپس نرمافزار گرومکس ۴.۵.۵ برای انجام همه شبیهسازیها استفاده شد. ساختار pdb پپتید مورد نظر (۱XC۰) از بانک اطلاعاتی پروتئین تهیه شد و در شبیهسازی پپتید- لیپید از دولایه لیپیدی DPPC استفاده شد.
یافتهها: در مدت ۵۰۰نانوثانیه شبیهسازی، پپتید به داخل غشا نفوذ کرد. در سیستم DPPC تعداد پیوندهای هیدروژنی بین پپتید و دولایه لیپیدی ابتدا افزایش پیدا کرد و سپس تا پایان شبیهسازی تقریباً ثابت باقی ماند و متناسب با تعداد پیوندهای هیدرژنی بین پپتیدها و آب بهمرور زمان کاهش پیدا کرد. پارداکسین با سطح غشا تماس و به غشا وارد شد. در حضور پپتید، ضخامت غشا و محدوده هر لیپید کاهش ولی ضریب نفوذ غشا افزایش یافت.
نتیجهگیری: مکانیزم عمل پارداکسین به ساختار دولایه غشایی وابسته است، بهطوری که پپتید پارداکسین با سطح غشای دولایه لیپیدی DPPC تماس و به آن وارد میشود.
بهنام راستی، سیدهشیرین شاهنگیان،
دوره ۱۰، شماره ۱ - ( ۱۲-۱۳۹۷ )
چکیده
اﻫﺪاف: هدف قراردادن DNA در راس درمانهای ضدسرطان قرار دارد. بنابراین داروهای متصلشونده به DNA و برهمکنش آنها با DNA بسیار مورد توجه محققان قرار گرفتهاند. از آنجایی که متصلشوندهها به شیار کوچک DNA (MGBs) بهعنوان ترکیبات ضدتوموری موثر و کارآمدی مطرح هستند، درک جزییات برهمکنش آنها با DNA ضروری به نظر میرسد. تاکنون مکانیزم عمل بسیاری از MGBها در سطح مولکولی مشخص نشده است.
ﻣﻮاد و روشﻫﺎ: در این مطالعه با انجام شبیهسازیهای داکینگ و دینامیک مولکولی توسط نرمافزارهای AutoDock Vina و NAMD، نحوه اتصال سه مشتق متفاوت از دیستامایسین A (تالیموستاین، PNU۱۵۱۸۰۷ و بروستالیسین) با DNA بررسی و انرژی برهمکنش و الگوی اتصال آنها با یکدیگر مقایسه شد.
یﺎﻓﺘﻪﻫﺎ: هر سه دارو طی شبیهسازی بهطور پایداری به DNA متصل شده و تغییرات ساختاری کمی را در مولکول DNA القا کردهاند. نتایج حاصل از تحلیل LigPlot نیز همخوانی بسیار بالایی را با نتایج مربوط به تحلیل انرژیهای برهمکنش توسط NAMD نشان داد و مشخص شد در کمپلکسهای مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهمکنشها دارند.
ﻧﺘﯿﺠﻪﮔﯿﺮی: در کمپلکسهای مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهمکنشها دارند که با سایر مطالعات و گزارشهای موجود در مورد MGBها مطابقت دارد. مطالعه حاضر نشان داد که بروستالیسین در مقایسه با دو داروی همخانواده خود که همگی از دیستامایسین A مشتق شدهاند، پتانسیل بیشتری در برقراری برهمکنشهای قویتر با مولکول DNA داشته و میتواند بهعنوان کاندیدای موفقتری در درمان های ضدسرطان مطرح شود
مریم منصفی، حمید عرفاننیا، رحیم قدری،
دوره ۱۰، شماره ۱ - ( ۱۲-۱۳۹۷ )
چکیده
اهداف: مطالعه برهمکنشهای آنالیت- زیستپذیرنده در سطح مولکولی در راندمان طراحی زیستحسگرها نقش اساسی دارد. زیستحسگرهایی که از آپتامرها بهعنوان پذیرنده زیستی استفاده میکنند، بسیار کارآمد بوده و دارای اختصاصیت بالا و قابلیت استفاده مجدد هستند. آپتاحسگرها میتوانند در شرایط مختلف داخل بدن یا در شرایط آزمایشگاهی استفاده شوند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیرات غلظت یونی حلال محیطی در اتصال پپتید MUC۱-G و آپتامر anti-MUC۱ است.
مواد و روشها: روش شبیهسازی دینامیک مولکولی برای بررسی تغییر برهمکنشهای مولکولی بهعلت تغییرات انتخابی در شرایط حلال، به کار گرفته شده است. نتایج میتواند برای منعکسکردن محیطهای مختلف در آپتاحسگری که از آپتامر anti-MUC۱ S۲.۲ بهعنوان زیستپذیرنده و از پپتید MUC۱–G بهعنوان زیستشناساگر استفاده میکند، به کار گرفته شوند.
یافتهها: براساس انرژیهای اتصال محاسبهشده، آپتامر anti-MUC۱ S۲.۲ بالاترین تمایل به پپتید MUC۱–G را در محیط ۰/۱۰مولار سدیمکلرید در میان غلظتهای مطالعهشده سدیمکلرید نشان داده و اسیدآمینه آرژنین در اتصال پپتید-آپتامر نقش کلیدی ایفا مینماید.
نتیجهگیری: نتایج شبیهسازیهای دینامیک مولکولی نشان داد که افزایش غلظت حلال سدیمکلرید در محیط باعث کاهش انرژیهای اتصال می شود و بنابراین تمایل اتصال آپتامر anti-MUC۱ به پپتید MUC۱–G با افزایش غلظت کمتر میشود. دیدگاه بهدستآمده از مدلسازی حاضر انتخابپذیری و حساسیت نسبت به شرایط حلال در مورد MUC۱ را نشان میدهد که در توسعه زیستحسگرها باید ملاحظه شود.
جلیل پرچکانیچوزکی، مجید تقدیر،
دوره ۱۰، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۸ )
چکیده
لیپوزومها یا وزیکولهای زیستی از کلسترول، فسفولیپید و آب تشکیل میشوند. همچنین گاهی اوقات سایر مولکولهای زیستی و غیرزیستی در ساختار لیپوزوم به کار برده میشوند. مفهوم پایداری لیپوزومی، در بحث درمان بیماریها و دارورسانی، بسیار حیاتی و مهم است و میتواند متاثر از ترکیب فسفولیپیدی غشای لیپوزوم باشد. علاوه بر این حضور و عدم حضور کلسترول نیز میتواند پایداری لیپوزومی را تحت تاثیر قرار دهد.همچنین شکلگیری لیپوزومها نیز تحت تاثیر حضور یا عدم حضور کلسترول است. در این تحقیق ما درصدد هستیم تا اثر حضور و عدم حضور کلسترول را روی پایداری و شکلگیری لیپوزومی بررسی کنیم، که به این منظور از روش شبیهسازی دینامیک مولکولی استفاده میشود. لیپوزومهایی که مورد شبیهسازی قرار گرفتند شامل دو نوع لیپوزوم، لیپوزوم دوناگزومه (نوع اول) و لیپوزوم دوناگزومه فاقد کلسترول (نوع دوم) هستند. آنالیزهای شکلگیری شامل تابع توزیع شعاعی و ناحیه سطح در دسترس حلال نشان دادند که هر کدام از لیپوزومها ساختارهای نانودیسکی کروی ایجاد کردهاند. لیپوزوم نوع اول یک ساختار نانودیسکی و لیپوزوم نوع دوم دو ساختار نانودیسکی ایجاد کرد. همچنین آنالیزهای انرژی شامل انرژی کل، انرژی میانکنشهای واندروالس و الکترواستاتیک نشان دادند که لیپوزوم نوع اول پایدارتر است. دلیل این پایداری حضور مولکول کلسترول در ساختار این لیپوزوم است که توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی با لیپیدهای مجاور دارد و باعث افزایش پایداری میشود. بهعلاوه میانکنشهای آبگریز بین کلسترول و فسفولیپیدها و همچنین توزیع و جهتگیری مناسب این قسمتها سهم عمدهای در پایداری ساختار ایفا میکند.
رضا رسول زاده، فرامرز مهرنژاد، مجید تقدیر، پریچهره یغمایی،
دوره ۱۱، شماره ۱ - ( ۱۲-۱۳۹۸ )
چکیده
برهمکنش میان نانوذراتی همچون نانولوله های کربنی با پروتئین ها مورد توجه زیادی قرار گرفته است. کاربردهای بیومولکولی پیشرفته نانولوله های کربنی نیاز به درک متقابل برهمکنش آنها با مولکول های زیستی دارند. برهمکنش غیر کووالانسی پپتیدهای خونی مانند هپسیدین با نانولوله های کربن، اثرات مهمی در طیف گسترده ای از کاربردهای بیولوژیکی دارد، که از طریق آنالیز پارامترهای ترمودینامیکی برهمکنش بین نانولوله های کربنی و پپتید ها شناسایی می شوند. علاوه بر این، اثرات پارامترهای مختلف در نحوه برخورد نانولوله ها با پپتید و تغییرات ساختاری و پایداری پپتید مورد بررسی قرار می گیرند. در این مطالعه که بر اساس شبیه سازی دینامیک مولکولی صورت گرفت، تغییرات ساختاری هپسیدین ۲۰ در برهم کنش با نانولوله ی دوجداره کربوکسیله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که نانولولههایکربنی موجب بازشدن ساختار هپسیدین ۲۰ و ایجاد تغییرات ساختاری در این پپتید میشوند. از طرفی باز شدن ساختار هپسیدین احتمالا منجر به تغییر میزان فعالیت آن میشود. نتایج حاکی از این بود که تغییرات قابل توجهی در ساختار هپسیدین ۲۰ در حضور نانولوله ی کربنی ایجاد می گردد.که این اختلاف مقادیر به خاطر تحرکات و جابجایی های لوپ وN - ترمینال پپتید هپسیدین ۲۰ می باشد.
محمد قربانی، مجید تقدیر،
دوره ۱۱، شماره ۲ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
مهارکنندههای اینتگرین از طریق تغییر ویژگیهای ساختاری و حرکتی اینتگرین نقش مهارکنندگی خود را اعمال میکنند. اما مکانیسم دینامیک مولکولی آن بهطور مشخص کامل نیست. تومستاتین یک پروتئین ضدرگزایی مشتق شده از کلاژن است، اما اطلاعات کمی در مورد مکانیسم ضدرگزایی و ضد توموری آن در دست است. پپتید ۱۹ آمینواسیدی مشتق شده از تومستاتین دارای ویژگیهای ضد رگ زایی و ضد توموری مشابه پروتئین اصلی است. در این مطالعه با استفاده از داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی به مطالعه مکانیسم مولکولی مهارکنندگی پپتید مذکور پرداخته شد. مطالعات نشان میدهد، جایگاه اتصال پپتید در مرز بین دمین های EGF-۴ و Hybrid است. پپتید از طریق اندرکنش های هیدروفوب در مرز بین دمین های EGF-۴/Hybrid اثر مهارکنندگی خود را اعمال میکند. همچنین نتایج مربوط به سطح در دسترس حاکی از اثر مهارکنندگی پپتید در باز شدن دمین های اینتگرین از یکدیگر و فعال شدن آن دارد. درواقع پپتید از طریق پایدارکنندگی حالت بسته اینتگرین نقش مهارکنندگی خود را اعمال میکند. این یافتهها میتواند در طراحی مهارکنندههای نوین برای اینتگرین راهگشا باشد.
کریم مهنام، آذین مشرف قهفرخی، حسینعلی رفیعی پور،
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۷-۱۳۹۹ )
چکیده
گلوکوآمیلاز یک آنزیم مهم اقتصادی به دلیل تواناییاش درهیدرولیز نشاسته و پلیمرهای بتا دیگلوکز است. درک عوامل مؤثر در گرمادوستی یا سرمادوستی آنزیم گلوکوآمیلاز درتولیدایزوآنزیمهایی با مقاومت گرمایی یا سرمایی بالا ضروری است. دراین پژوهش، اثر دما روی تغییرات ساختاری هریک از ایزوآنزیمهای گلوکوآمیلاز معتدل دوست، گرمادوست و سرمادوست بوسیله روش شبیهسازی دینامیک مولکولی بررسی شد. درکل ۲۴۰ نانوثانیه شبیهسازی برای سه ایزوآنزیم گلوکوآمیلاز در چهار دمای ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ و ۴۵۰ کلوین انجام گرفت. تغییرات پارامترهای ساختاری در هرسه ایزوآنزیم مقایسه شد و مشخص گردید که از بین عوامل قابل محاسبه در شبیهسازی دینامیک مولکولی، انرژی الکتروستاتیک پروتئین با آب، انرژی واندروالسی بین پروتئین و آب، انرژی آزاد حلالیت(∆Gsolvation)، پارامترناپایداری، سطح دردسترس حلال غیرقطبی و سطح دردسترس کل بهترو دقیقتر میتوانند برای پیشگویی تغییرات پایداری گرمایی یک پروتئین در اثر افزایش دما بهوسیله شبیهسازی دینامیک مولکولی استفاده شوند.
سید شهریار عرب، رضا حسن ساجدی، مهرداد بهمنش، سپیده سپهری،
دوره ۱۳، شماره ۱ - ( ۱۲-۱۴۰۰ )
چکیده
فاکتور رشد تغییرشکلدهنده بتا (TGF-β) پروتئینهای دایمر پیامرسان هستند. ایزوفرمهای TGF-β (TGF-β۱ و β۲ و β۳) در بسیاری از روندهای سلولی از جمله مهار رشد، بازآرایی بستر خارج سلولی، گسترش بافتی، مهاجرت سلولی، تهاجم و تنظیم ایمنی نقش دارند. برای اهداف تحقیقاتی، TGF-βها با استفاده از سلولهای یوکاریوتی دستکاریشده و یا سیستمهای بیانی باکتریایی تولید میشوند. برای دستیابی به تخلیص کارآمد TGF-β با کروماتوگرافی تمایلی فلزی، سازههایی با دنباله هیستیدینی متصل به دو انتهای آمینی (N-TGFβ) و کربوکسیلی (C-TGFβ) این پروتئین مدلسازی شد و با کمک ابزارهای محاسباتی اثر His-tag بر ساختار TGF-β بررسی گردید. ساختار سه بعدی پروتئینها با استفاده از نرمافزار مدلر ساخته شد و دینامیک مولکولی پروتئینهای مدل شده و TGF-β طبیعی در آب توسط پکیج گرومکس شبیهسازی شد. شبیهسازی دینامیک این پروتئینها نشان داد زمانی که دنباله هیستیدینی به انتهای کربوکسیلی متصل میشود موجب افزایش جنبش اسیدآمینههای TGF-β میگردد و بر روی ساختار پروتئین نیز تاثیر میگذارد. این در حالی است که افزودن His-tag به انتهای آمینی چنین نتایجی را به همراه ندارد. به صورت خلاصه افزودن دنباله به انتهای کربوکسیلی ممکن است منجر به بهمریختگی در ساختار، به خصوص در انتهای کربوکسیلی و حتی از دست رفتن تاخوردگی مناسب TGF-β شود.
دوره ۱۳، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، خواص مکانیکی گرافین عاملدار شده توسط هیدروژن بررسی شده است. استحکام کششی و مدول یانگ بدست آمده برای گرافین در تطابق خوبی با نتایج تجربی هستند. هیدروژن دار کردن گرافین تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی خواص مکانیکی گرافین دارد و می تواند خواص مکانیکی گرافین را تعدیل کند. این تاثیر در دو حالت پوشش هیدروژن به صورت نامنطم(کاتوره ای) و منظم بررسی شده است. مدولهای یانگ و برشی، استحکام کششی و برشی و کرنشهای شکست متناظر از جمله پارامترهایی هستند که تاثیر پوشش هیدروژن روی آنها بررسی شده است.
رحیم قدری، سیامک احمدزاده،
دوره ۱۳، شماره ۴ - ( ۱۱-۱۴۰۱ )
چکیده
با توجه به اهمیت طراحی سیستم های دارو رسانی، در مطالعه حاضر برهمکنش بین داروی ضدسرطان بی کالوتامید و یک سیستم هیدروژلی آمیدی/اسیدی با استفاده از روش داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی دینامیک مولکولی در دماهای ۳۷ و ۴۲ درجه سانتیگراد انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که انرژی آزاد اتصال دارو به هیدروژل در دو دما شبیه یکدیگر بوده و تغییر دما تاثیری بر پایداری سیستم ندارد. بررسی برهمکنش های موجود مابین دارو و هیدروژل نشان داد که برهمکنش واندروالس مهمترین برهمکنش مابین دو سیستم مذکور به شمار می رود. با بررسی نتایج مشخص گردید که میزان برهمکنش واندروالس به فاصله دارو از سیستم هیدروژل بستگی دارد. پیوندهای هیدروژنی درون و بین مولکولی و همچنین برهمکنش واندروالس اصلی ترین عوامل در پایداری سیستم هیدروژل می باشند. با توجه به پایداری سیستم مورد مطالعه، می توان از آن به عنوان سامانه انتقال دارو استفاده نمود.
رضا مهدویان، حسین سلیمانی، محمد قربانی، حسین نادریمنش،
دوره ۱۳، شماره ۴ - ( ۱۱-۱۴۰۱ )
چکیده
ویتامینهای D و E از معمولترین داروهای درمان طولانیمدت دیابت هستند. یکی از مسائل مهم در این حوزه رهایش انسولین است. افزایش پایداری حالتهای غیرفعال انسولین (فرم هگزامر) در بهبود کارایی رهایش انسولین یک راهکار درحالتوسعه است. پروتئین انسولین به طور معمول در سه فرم مونومر، دایمر و هگزامر مشاهده میشود. در این تحقیق برای اولینبار، بررسی اثر ویتامینهای D۳ و E بر پایداری فرم ذخیرهای انسولین، از طریق روشهای محاسباتی صورت گرفت. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی نشاندهنده وجود ۶ جایگاه اتصالی برای این ویتامینها است. ویتامینهای مذکور بهواسطه حلقههای ساختاری و خواص هیدروفوب به منطقه هیدروفوب در مرز بین دو زیر واحد انسولین متصل میشوند. نتایج حاصل از مطالعات G-mmpbsa نشاندهنده نقش پایدارکننده این ویتامینها در فرم هگزامر انسولین است. اتصال آنها به هگزامر موجب افزایش معنادار انرژی اتصالی بین زیر واحدهای انسولین شده است. حضور ویتامینهای مذکور موجب افزایش تعداد پیوندهای هیدروژنی بین زیرواحدهای مونومری هر همودایمر انسولین شده و نیز تعداد پیوندهای هیدروژنی درونی پروتئین هگزامر انسولین را به طور معناداری افزایش میدهد. اتصال این ویتامینها به فرم هگزامر انسولین موجب پایدارسازی، رهایش آهستهتر و متعادلتر انسولین و همچنین افزایش نیمهعمر فرم دایمر در جریان خون میشود. این یافتهها بهمنظور طراحی راهکار جدید برای تنظیم رهایش انسولین در بدن و همچنین افزایش نیمهعمر انسولین در خون جهت درمان بیماری دیابت نوع II راهگشا خواهد بود. علاوه بر این پایدارسازی فرم هگزامر میتواند بهعنوان یک راهکار مؤثر برای درمان دیابت نوع I از طریق رهایش آهسته از سامانههای زیست حسگری ایمپلنتشده نیز مورداستفاده قرار بگیرد.
دوره ۱۳، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۲ )
چکیده
در مقاله حاضر، شبیه سازی دینامیک مولکولی جریان پوآزی حاوی آرگون مایع درون یک نانوکانال با اعمال نیروی خارجی روی ذرات سیال، با استفاده از تابع پتانسیل های مختلف انجام شده است. برای محاسبه برهم کنش های بین اتم ها از سه مدل تابع پتانسیل لنارد-جونز مختلف، استفاده شده است. مدل های پتانسیل های بین مولکولی مدل شده عبارتند از: پتانسیل لنارد-جونز ۶-۱۲، پتانسیل لنارد-جونز ۶-۹، پتانسیل لنارد-جونز هموار. انرژی پتانسیل پروفیل های چگالی و سرعت در داخل کانال استخراج و بررسی شده اند. نتایج حاصله نشان می دهند که مشخصات و رفتار هیدرودینامیکی جریان به نوع تابع پتانسیل برهم کنش وابسته بوده و پیش بینی های پروفیل سرعت برای مدل پتانسیل لنارد-جونز ۶-۹ بیشتر از پتانسیل های لنارد-جونز ۶-۱۲ و لنارد-جونز هموار می باشد. همچنین، در شرایط یکسان با اعمال مدل تابع پتانسیل لنارد-جونز ۶-۹، سیستم شبیه سازی دیرتر به تعادل می رسد که این امر موجب افزایش زمان محاسبات می شود. نتایج حاصل از این تحقیق، تاثیر مدل نیروی برهم کنش بین مولکولی را در تحلیل و فهم جریان های با مقیاس نانو نشان می دهد.
دوره ۱۳، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۲ )
چکیده
فلزات دارای ساختاری کریستالی می¬باشند و جریان پلاستیک در آنها، محدود به صفحات کریستالی خاص و در جهات خاصی واقع در این صفحات است. در این مکانیزم، ناهمگونی میکروساختار و اثرات تغییر در جهات کریستالی نقش اساسی را در رفتار ماده ایفا می¬کنند. در این مقاله برای بررسی اثر جهات کریستالی و بافت ماده، از معادلات ساختاری کریستال پلاستیسیته برای شبیه¬سازی استفاده شده است. ابتدا به¬کمک روش ورونی فضای شبیه¬سازی به دانه¬های کریستالی افراز می¬گردد تا ناهمگونی ریزساختار به بهترین نحو ممکن در شبیه¬سازی اعمال شود. در ادامه، از روش دینامیک مولکولی برای استخراج ثوابت الاستیک مورد نیاز استفاده می¬شود. در انتها، رفتار فلز آهن تحت بارگذاری کشش ساده با روش کریستال پلاستیسیته در المان محدود بر روی مدل ورونی شبیه¬سازی و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی مقایسه می¬گردد. تطابق خوب بین نتایج حاصل از روش عددی با نتایج تجربی موید مناسب بودن مدل عددی ارایه شده می باشد.
شهربانو جعفری، رحمان امام زاده، محبوبه نظری، محمدرضا گنجعلی خانی،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۶-۱۴۰۲ )
چکیده
هدف: پروتئین شبه فولیستاتین ۱ (FSTL۱) نقش مهمی در تنظیم بقای سلول، تکثیر، تمایز، مهاجرت و تعدیل سیستم ایمنی بدن برعهده دارد. دمین FK این پروتئین دارای ۱۰ باقیمانده سیستئین محافظت شده میباشد که ۵ پیوند دی سولفیدی تشکیل میدهند. با وجود مطالعات گسترده در مورد عملکرد FSTL۱، اطلاعات ساختاری محدودی از این مولکول مهم زیستی در دسترس میباشد. به نظر میرسد افزایش دانش ما در این زمینه باعث بهبود کاربردهای زیست فناوری این پروتئین مهم با ارزش بالینی شود.
مواد و روشها: با استفاده از سرور SWISS-MODEL و با استفاده از ساختار کریستالی دمین FK پروتئین FSTL۱ موش با کد (PDB: ۶jzw) به عنوان الگو، مدل های ساختاری دمین FK پروتئین FSTL۱ انسانی تهیه شد. در مرحله بعد ساختارهای حاصل با استفاده از نرم افزار Swiss-PDB Viewer ۴,۱۰، Chimera۱,۱۲، نمودار راماچاندارن و سرور PDBSUM، از نظر فاصله دو باقیمانده سیستئین، محدوده خطای مدلسازی و تشکیل باندهای دیسولفیدی بررسی شدند. سپس شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از بسته نرم افزاری AMBER و با میدان نیروی ff۱۴SB انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد که دمین FK فاقد پیوند دی سولفیدی دارای ریشه میانگین مجذور انحرافها (RMSD) و ریشه میانگین مجذور نوسانات (RMSF) ، بالاتری از دمین FK طبیعی است. علاوه براین، شعاع ژیراسیون در دمین فاقد پیوند دی سولفیدی، بطور قابل توجهی کمتر از دمین FK طبیعی است. نتایج حاصل بیان میکند که پیوندهای دیسولفیدی دمین FK در پایداری تاخوردگی ساختاری پروتئین نقش دارد و حذف این پیوندها باعث افزایش انعطافپذیری ساختاری این دمین میشود.
دوره ۱۴، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۳ )
چکیده
پلیمرهای اپوکسی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی مطلوب و پایداری قابل ملاحظه در شرایط محیطی مختلف، جایگاه ویژهای را در فعالیتهای صنعتی و تحقیقاتی به خود اختصاص دادهاند. در این تحقیق، از روش دینامیک مولکولی برای مطالعه ساختار پلیمرهای اپوکسی دارای اتصالات عرضی و پیشبینی رفتار تبدیل شیشهای آنها استفاده شده است. ابتدا، با استفاده از یک روش ارائه شده برای ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیرههای رزین اپوکسی، سیستم پلیمری با درجه پلیمریزاسیون مورد نظر مدلسازی شد. سپس، یک سیکل حرارتی در بازه دمایی ۳۰۰ الی ۶۰۰ درجه کلوین با نرخ ثابت بر روی سیستم مورد مطالعه اعمال شده و منحنیهای میانگین مربعات جابجایی به ازای دماهای مختلف و برای تخمین محدوده دمای تبدیل شیشهای محاسبه و ترسیم شدند. در ادامه، با استفاده از روند تغییرات چگالی سیستم بر حسب دما، تخمین دقیقتری از دمای تبدیل شیشهای بدست آمد. نتایج بدست آمده از شبیهسازیهای دینامیک مولکولی با نتایج تجربی مقایسه، و صحت و دقت روش شبیهسازی و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت، توابع توزیع شعاعی برای مطالعه ساختار موضعی پلیمر شبیهسازی شده و بررسی اثر دما و پلیمریزاسیون بر روی رفتار این دسته از پلیمرها بکار گرفته شدند.
دوره ۱۴، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۳ )
چکیده
در این تحقیق، فرآیند غربال مواد دانه ایکه توسط سرند ارتعاشی انجام می¬شود، با روش المان گسسته یا به بیانی دیگر دینامیک ملکولی شبیه سازی گردیده است. برای مدل سازی نیروی بین ذرات و مرزها، تابع پتانسیل کوتاه برد ویسکوالاستیک هرتز استفاده شده است. ذرات مورد غربال دارایهندسه کرویبوده و روزنه هایتوریسرند به شکل مربع مستطیل هستند و به سطح توریارتعاش خطی اعمال گردیده است. طی شبیه سازی، معادلات دیفرانسیل حرکتذرات بصورت عددی حل شده و رفتار آنهاپیش بینی میشود. برنامه های کامپیوتری لازم جهت اجرا در نرم افزار منبع باز لایتس تهیه و متغیرهای موثر در حل عددی تنظیم و مقادیر مطلوب انتخاب شده اند. با اجرایتعداد زیادیشبیه سازی، اثر پارامترهای مختلفی از جمله شیب توری، فرکانس ارتعاش، زاویه ارتعاش وسایز روزنه هایتوریبر بازده سرند مورد مطالعه عددی قرار گرفته و نتایج مربوطه در قالب نمودار گزارش شده اند. نتایج حاصل با گزارش¬هایمنتشر شده در مرجع¬هایمرتبط مورد مقایسه کمی و کیفی قرار گرفته و اعتبار و صحت نتایج تایید¬گردیده است. هر چند راهکار تحقیق جاری عمومیت داشته و به یک مسئله خاصمحدود نیست، با اینحال جهت انتخاب برخیمقادیر عددی از اطلاعات یک مسئله واقعی سرند گندله آهن مربوط به کارخانه گندله سازی گل گهر سیرجان استفاده گردیده است.