DFT揭示了在石墨烯氧化物和AuNP上的腺吸附:在aptamer选择中失败的潜在原因
Zhuoer Chen1, Xingying Mou1, Qingqing Yang1
1Chongqing Key Laboratory of Conservation and Utilization of Freshwater Fishes, College of Life Sciences, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|December 12, 2025
概括
在GO-SELEX和Gold-SELEX中,由于强烈的目标吸附,氨酸胺酶的丰富失败. 密度函数理论显示,腺因与rGO的结合最弱,这表明它是aptamer选择的更好的基质.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 生物分子工程 生物分子工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 通过指数式丰富 (SELEX) 的联体的系统进化对体的发展至关重要.
- 像GO-SELEX和Gold-SELEX这样的当前方法难以丰富腺吸附体.
- 假设这种低效率源于腺在基板表面的吸附.
研究的目的:
- 使用计算方法研究腺因在黄金 (Au),石墨烯氧化物 (GO) 和减少石墨烯氧化物 (rGO) 集群上的吸附行为和结合强度.
- 阐明腺因与这些基质之间的相互作用机制.
- 为了将吸附性质与SELEX效率与腺氨酸吸附体相关联.
主要方法:
- 密度功能理论 (DFT) 的计算被用于模拟腺吸附.
- 分析包括吸附能量,梅耶尔债券顺序,电荷转移,与赫什菲尔德 (IGMH) 进行分子间几何优化和能量分解分析 (EDA).
- 在Au,GO和rGO集群中比较了腺吸附能量和相互作用类型.
主要成果:
- 氨酸在Au集群上表现出最强的吸附能量 (-1.3676 eV),其次是GO (-0.6146 eV),在rGO上表现出最弱的吸附能量 (-0.5966 eV).
- 氨酸通过协调键,Au-π和范德瓦尔斯力与Au相互作用.
- 与GO的相互作用涉及结,π-π堆叠和范德瓦尔斯力,而rGO的相互作用主要是π-π堆叠和范德瓦尔斯力.
结论:
- 氨酸对AU和GO等SELEX基质的强烈吸附阻碍了通过降低目标可用性来降低aptamer丰富.
- 在rGO上最弱的吸附表明它的潜力作为一种更适合的基质,用于腺氨基体选择.
- 了解目标基质相互作用对于优化SELEX效率和设计有效的aptamer选择策略至关重要.
