Amino Asitler ve Altın Nanopartiküller Arasındaki Etkileşimin Belirlenmesi: Moleküler Simülasyon Çalışması

Abstract

Nanoteknolojinin farklı alanlarda büyük başarılara imza atacağı ve özelllikle tıp alanındaki rolünün gün geçtikçe daha hayati hale geleceği uzun zaman önce anlaşmıştır. Farklı hastalıklarda nanomedikal uygulamalarını geliştirmek için çok sayıda çalışma yapılmıştır. Önlemek, teşhis ve tedavi etmek için uygulanabilirler. Tüm nanopartiküller arasında, altın fiziki ve kimyasal özellikleri nedeniyle popülerdir. Bu tez çalışmasında, simülasyon yardımı ile proteinlerin yapıtaşları, amino asitler ile altın nanopartiküller arasındaki etkileşimleri hesapladık. Bu çalışma için Monte Carlo yönteminde RASPA yazılımı kullanılmıştır. Amino asitler ve altın nanoçubukların yazılım tarafından tasarlanmıştır. Sonuçlar, polar, apolar, bazik ve asidik amino asitler için farklı etkileşimler desenleri göstermiştir. Enerji seviyeleri ve bağlanma meyili ve bağlanma sonrası stabilite değerlendirildi. Polar amino asitlerdeki ser en yüksek yüke sahipken, apolar bir amino asit olarak Gly en düşük yükleme sahiptir. Bağlanma enerjisi çalışmaları, en düşük enerji seviyelerinin amino asitler ve altın nanoçubukları arasında görülen en yüksek afinite ile sonuçlandığını ortaya koymuştur. Aynı deneyleri Au nano tabaka ve Au küresel nano parçacıklar da yaptık. Polar amino acitler için nanopartiküllerin şekli özel değişikliklerle sonuçlanmadı. Önceden olduğu gibi, her iki yeni yapı için bu grupta, Ser en yüksek yükleme kapasitesini ve Tyr kutup yüzeyleri arasındaki yüzeyde en hızlı bağlantı ve ayrılığı göstermiştir. Bu sonuçlar, özellikle kanser ilacının vucuda dağıtımı başta olmak üzere çeşitli hastalıklar için üretilecek ilaçların sistemlerinde uygulanabilir. Anahtar kelimeler: Amino Asitler, Altın Nanoçubuk, Etkileşim, Moleküler Simülasyon, Monte Carlo, Nanomedikal

For a long time, it has been understood that the nanotechnology could contribute to great achievements in different fields and its role in medicine will be increased significantly as time goes by. A lot of studies have been performed to improve nanomedical applicationsin diffferent diseases. They could be applied to prevent, to diagnose and to treat. Among all nanoparticles, gold derivatives are popular due to their interesting physical and chemical properties. In this study, we evaluated interactions between bulding blocks of proteins, Amino acids with gold nanoparticles by simulation study. Material studio software in Monte Carlo method was used for this study. The structure of Amino acids and gold nanorods were designed by RASPA software. Results demonstrated different patterns of interactions for polar, non-polar, basic and acidic amino acids. Energy levels and binding affinity as well as stability after binding were assessed. Ser in polar amino acids had the highest loading, while gly as a non-polar amino acid had the lowest laoding rate. Binding energy studies revealed that the lowest energy levels resulted in highest affinity between amino acids and gold nanorods. We did the same experiments for two other shapes of gold nanoparticles including Au nanosheet and Au spherical nanoparticles. For polar amino acids, shape of nanoparticles did not result in specific changes. As previous one, in this group for both new structures, Ser has shown the highest loading capacity and Tyr has shown the fastest attachment and separation on the surface among polar ones. These results could be applied in drug design systems for various dieases especially cancer drug delievery. Keywords: Amino Acids, Gold nanorods, Interaction, Molecular Simulation, Monte Carlo, Nanomedicine