The potential of gold nanoparticles

The potential of gold nanoparticles (AuNPs) in therapeutic and diagnostic cancer applications is becoming increasingly recognized, which focuses on their efficient and specific delivery from passive accumulation in tumour tissue to directly targeting tumor-specific biomarkers. AuNPs functionalized by pH low insertion peptide (pHLIP) have recently revealed the capability of targeting acidic tissues and inserting into cell membranes. However, the structure of AuNP–pHLIP conjugates and fundamental gold–peptide interactions still remain unknown. In this study, we have developed a series of molecular dynamics (MD) models reproducing a small gold nanoparticle coupled to pHLIP. We focus on Au135 nanoparticles that comprise a nearly spherical Au core (diameter [similar] 1.4 nm) functionalized with a monomaleimide moiety, mimicking a commercially available monomaleimido NANOGOLD® labelling agent. To probe the structure and folding of pHLIP, which is attached covalently to the maleimide NANOGOLD particle, we have benchmarked the performances of a series of popular, all-atom force fields (FF), including those of OPLS-AA, AMBER03, three variations of CHARMM FFs, as well as united-atom GROMOS G53A6 FF. We found that CHARMMs and OPLSAA FFs predict that in an aqueous salt solution at a neutral pH, pHLIP is partially bound onto the gold surface through some short hydrophobic peptide stretches, while at the same time, a large portion of peptide remains in solution. In contrast, AMBER03 and G53A6 FFs revealed the formation of compact, tightly bound peptide configurations adsorbed onto the nanoparticle core. To reproduce the experimental physical picture of the peptide adsorption onto gold in unfolded and unstructured conformations, our study suggests CHARMM36 and OPLS-AA FFs as a tool of choice for the computational studies of NANOGOLD decorated by pHLIP.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ศักยภาพของทองเก็บกัก (AuNPs) ในการใช้งานการวินิจฉัย และรักษาโรคมะเร็งจะกลายเป็นมากขึ้นรู้จัก ซึ่งเน้นความมีประสิทธิภาพ และการจัดส่งจากแฝงสะสมในเนื้อเยื่อของเนื้องอกไป biomarkers เนื้องอกเฉพาะการกำหนดเป้าหมายโดยตรง AuNPs functionalized เพปไทด์ต่ำแทรก pH (pHLIP) โดยล่าสุดได้เปิดเผยความสามารถในการกำหนดเป้าหมายเนื้อเยื่อกรด และแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างของ AuNP – pHLIP conjugates และโต้ตอบทอง – เพปไทด์พื้นฐานยังคงไม่ทราบ ในการศึกษานี้ เราได้พัฒนาชุดของแบบจำลองโมเลกุล dynamics (MD) ทำ nanoparticle ทองเล็กควบคู่กับ pHLIP เราเน้นเก็บกัก Au135 ที่ประกอบด้วยทรงกลมเกือบ Au หลัก (เส้นผ่าศูนย์กลาง 1.4 [คล้าย] nm) functionalized มีการ monomaleimide moiety, mimicking แทน labelling NANOGOLD ® monomaleimido ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ หยั่งกับโครงสร้างและการพับของ pHLIP ที่แนบ covalently อนุภาค NANOGOLD maleimide เรามี benchmarked การแสดงของชุดยอดนิยม อะตอมทั้งหมดบังคับฟิลด์ (FF), รวมทั้งเอ เอ OPLS, AMBER03 รูปแบบที่สามของ CHARMM FFs อะตอมสห GROMOS G53A6 FF เราพบว่า CHARMMs และ OPLSAA FFs ทำนายว่า ในเกลือละลายที่มี pH เป็นกลาง pHLIP เป็นบางส่วนผูกลงบนผิวทองผ่านเหยียดบางเพปไทด์ hydrophobic สั้น ในเวลาเดียวกัน ส่วนใหญ่ของเพปไทด์ยังคงอยู่ในโซลูชัน ในทางตรงกันข้าม AMBER03 และ G53A6 FFs เปิดเผยการก่อตัวของโครงแบบกระทัดรัด การผูกแน่นเพปไทด์ adsorbed บนหลัก nanoparticle เพื่อสร้างภาพจริงทดลองดูดซับเพปไทด์ลงทอง conformations กางออก และไม่มีโครงสร้าง เราแนะนำ CHARMM36 และ OPLS AA FFs เป็นเครื่องมือที่เลือกศึกษาคำนวณของตกแต่ง โดย pHLIP NANOGOLD

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ศักยภาพของอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ในการใช้งานและการบำบัดโรคมะเร็งวินิจฉัยจะกลายเป็นได้รับการยอมรับมากขึ้นซึ่งมุ่งเน้นไปที่การจัดส่งที่มีประสิทธิภาพและเฉพาะของพวกเขาจากการสะสมเรื่อย ๆ ในเนื้อเยื่อของเนื้องอกที่จะกำหนดเป้​​าหมาย biomarkers เนื้องอกเฉพาะโดยตรง AuNPs ฟังก์ชันโดยค่า pH เปปไทด์แทรกต่ำ (PHLIP) มีเพิ่งเปิดเผยความสามารถในการกำหนดเป้​​าหมายเนื้อเยื่อที่เป็นกรดและใส่ลงในเยื่อหุ้มเซลล์ แต่โครงสร้างของ conjugates AuNP-PHLIP และการมีปฏิสัมพันธ์ทองเปปไทด์พื้นฐานยังคงไม่รู้จัก ในการศึกษาครั้งนี้เราได้พัฒนาชุดของการเปลี่ยนแปลงโมเลกุล (MD) รูปแบบการทำซ้ำอนุภาคนาโนทองคำขนาดเล็กคู่กับ PHLIP เรามุ่งเน้นการ Au135 อนุภาคนาโนที่ประกอบด้วยแกนทรงกลมเกือบ Au (เส้นผ่าศูนย์กลาง [ที่คล้ายกัน] 1.4 นาโนเมตร) ฟังก์ชันที่มีครึ่งหนึ่ง monomaleimide ล้อเลียน monomaleimido ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์NANOGOLD®ตัวแทนการติดฉลาก เพื่อตรวจสอบโครงสร้างและพับ PHLIP ซึ่งติด covalently กับอนุภาค maleimide NANOGOLD เราได้วัดประสิทธิผลการแสดงชุดที่นิยมฟิลด์บังคับทุกอะตอม (FF) รวมทั้งพวก OPLS-AA, AMBER03 สามรูปแบบ ของ CHARMM FFS เช่นเดียวกับอะตอมสหรัฐ GROMOS G53A6 FF เราพบว่า CHARMMs และ OPLSAA FFS คาดการณ์ว่าในสารละลายเกลือน้ำที่มีค่า pH เป็นกลาง PHLIP ถูกผูกไว้บางส่วนลงบนพื้นผิวทองผ่านบางเหยียดเปปไทด์น้ำระยะสั้นขณะที่ในเวลาเดียวกันส่วนใหญ่ของเปปไทด์ที่ยังคงอยู่ในการแก้ปัญหา ในทางตรงกันข้าม AMBER03 และ G53A6 FFS เปิดเผยการก่อตัวของขนาดกะทัดรัดที่ถูกผูกไว้แน่นเปปไทด์ดูดซ​​ับการกำหนดค่าบนแกนอนุภาคนาโน ที่จะทำให้เกิดภาพการทดลองทางกายภาพของการดูดซับเปปไทด์บนทองใน conformations กางออกและไม่มีโครงสร้างการศึกษาของเราแสดงให้เห็น CHARMM36 และ FFS OPLS-AA เป็นเครื่องมือของทางเลือกสำหรับการศึกษาการคำนวณของ NANOGOLD ตกแต่งด้วย PHLIP

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ศักยภาพของอนุภาคทองระดับนาโนเมตร ( aunps ) ในการรักษาและการวินิจฉัยมะเร็งจะกลายเป็นได้รับการยอมรับมากขึ้น ซึ่งเน้นในเรื่องของประสิทธิภาพและจัดส่งเฉพาะจากการสะสมในเนื้อเยื่อเนื้องอกโดยตรง ๆเป้าหมายใหม่เฉพาะเนื้องอกaunps ที่มี pH ต่ำ แทรกด้วยเปปไทด์ ( phlip ) เพิ่งเปิดเผยความสามารถของเป้าหมายที่เป็นกรดและใส่เข้าไปในเนื้อเยื่อเซลล์เยื่อ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างของสารประกอบ aunp – phlip และพื้นฐาน–ทองเปปไทด์ของยังคงไม่รู้ ในการศึกษานี้เราได้พัฒนาชุดของพลศาสตร์เชิงโมเลกุล ( MD ) รุ่นการผลิตขนาดเล็กสำหรับทองคู่กับ phlip . เรามุ่งเน้น au135 นาโนที่ประกอบด้วยเกือบทรงกลม หรือ แกน ( เส้นผ่าศูนย์กลาง [ คล้าย ] 1.4 nm ) ที่มีกับ monomaleimide โดเลียนแบบในเชิงพาณิชย์ของ monomaleimido nanogold ®ฉลากตัวแทน ตรวจสอบโครงสร้างและ phlip พับ ,ที่แนบมา covalently กับ maleimide nanogold อนุภาค เราได้ตรวจสอบการปฏิบัติงานของชุดยอดนิยม สาขาแรงอะตอม ( FF ) รวมทั้ง opls-aa amber03 , สามรูปแบบของ charmm FFS เช่นเดียวกับสหรัฐอะตอม gromos g53a6 FF . เราพบว่า charmms oplsaa ภาคกลาง และคาดการณ์ว่าในสารละลายเกลือน้ำที่ pH เป็นกลางphlip บางส่วนไว้บนผิวทอง ผ่าน บาง สั้น ) เปปไทด์เหยียดในขณะที่ในเวลาเดียวกัน ส่วนใหญ่ของเปปไทด์ยังคงอยู่ในสารละลาย ในทางตรงกันข้าม amber03 g53a6 FFS เปิดเผยและการกระชับให้แน่นผูกไทด์ดูดซับบนอนุภาคนาโนแบบแกนการทำซ้ำภาพทางกายภาพทดลองของเปปไทด์ในการดูดซับลงบนทองกางออกและไม่มีบุตร การศึกษาของเราแสดงให้เห็น charmm36 opls-aa ภาคกลาง และเป็นเครื่องมือของทางเลือกสำหรับการศึกษาเชิงคำนวณของ nanogold ตกแต่งด้วย phlip .