مطالعه رفتار نانومكانيكي يك نانو عملگر زيستي تحت نيروهاي خارجي

Nano-mechanical study of a bio nano actuator under external forces

در اين مقاله به بررسي خواص الاستيكي نانو عملگر پريفولدين در مقياس ميكروسكوپي مي‌پردازيم. پريفولدين يك چپرون مولكولي است كه از تجمع پروتئين‌هايي كه اشتباه تا خورده‌اند جلوگيري مي‌كند. پريفولدين همچنين مي‌تواند به عنوان يك نانو عملگر براي حمل محموله يا انتقال دارو ايفاي نقش نمايد. در اين راستا شبيه‌سازي ديناميك مولكولي هدايت شده بكار رفته است كه به بررسي ثابت فنر در آزمايش مولكولي بر اساس نظريه دو فنر سري شده مي‌پردازد. نتايج حاصله براي محاسبه مدول يانگ و بررسي خواص مكانيكي نانوعملگر پريفولديني مورد استفاده قرار گرفته است، نتايج نشان مي‌دهد كه نانو عملگر پريفولديني رفتارهاي متفاوتي به سرعت‌هاي مختلف كشيدن نشان مي‌دهد و همچنين اين نتايج امكان بررسي پايدار ماندن هر كدام از شاخه‌هاي نانوعملگر پريفولديني در مقابل شرايط متفاوت كشش را فراهم مي‌كند. مدول يانگ بدست آمده براي شاخه‌هاي پريفولدين به ميزان (3 - 3.3 ± 0.01 Gpa) حاصل شده است. درك صحيح و كامل خواص مكانيكي نانوعملگر پريفولديني امكان بررسي دقيق‌تر كاربرد آن در دارورساني هوشمند و انتقال محموله‌هاي بيماري زا را فراهم مي‌كند.

In this study, we tried to have investigation of elastic properties of Prefoldin nano-actuator on the microscopic scale. Prefoldin is a molecular chaperone that prevented the aggregation of misfolded proteins and it has been shown that it can also serve as a Nano-actuator (drug delivery). To this end, steered molecular dynamics simulations have been used, which investigate the theory of spring constant in the molecular test based on the theory of two springs in series. The results expressed in form of young’s modulus. The results show that Prefoldin nano actuator exhibit different behaviors at different pulling rates and to what extent of tension, each tentacle of this nano actuator remains stable. The resulting Young's modulus for the Prefoldin chains was obtained at a rate of (3-3.3 ± 0.01 GPa). By providing the complete understanding of mechanical properties of Prefoldin nano actuator, it is possible to exact investigating of Prefoldin nano actuator applications in intelligent drug delivery and capture the pathogenic cargos.