摘要：采用全原子分子动力学方法模拟了反相色谱分离蛋白质的吸附和洗脱过程。采用表面键合C4烷基链的硅胶基质作为反相色谱介质和细胞色素C作为蛋白质模型,模拟蛋白质在反相色谱分离过程中的构象变化。结果显示:在吸附过程中,蛋白质在释放出表面结合水分子的同时置换出色谱介质表面的水分子。与其在溶液中的天然构象相比,吸附态蛋白质的构象发生改变。在洗脱过程中,随着溶剂从水切换到甲醇,甲醇取代水分子包覆在介质和蛋白质表面,将蛋白质从介质表面置换下来。分子模拟的结果再现了有关反相色谱'优先水化'的吸附机制,并从分子水平上展现了吸附和洗脱过程中蛋白质、色谱介质和溶剂之间相互作用,对反相色谱介质设计和过程优化提供了参考。

摘要：构建了二维晶格蛋白质-微滤膜疏水相互作用模型,采用动态Monte Carlo方法模拟了微滤膜污染过程及其受膜孔径、蛋白质浓度和蛋白质结构特性等因素的影响。模拟结果显示:微滤过程中膜通量的变化呈现快速下降、缓慢下降和平台期3个阶段。小孔径微滤膜的滤阻从以膜孔阻力为主转变为以饼层阻力为主;而大孔径微滤膜的滤阻则以膜孔阻力为主。提高蛋白质浓度会强化滤阻从膜孔阻力向饼层阻力的转变。在微滤过程中,蛋白质会因疏水相互作用在膜孔内发生构象转换,进而发生不可逆吸附并形成多层堆积,导致膜污染和通量下降,提高蛋白质的构象稳定性可以显著降低其对微滤膜的污染。分子模拟结果与文献报道的实验结果和理论模型相符,所提供的微观信息对于微滤过程优化和微滤膜设计具有参考作用。

摘要：以生物分子的膜过滤过程为应用背景,采用分子模拟方法考察不同结构的单体分子对膜表面电位、膜与生物分子相互作用能的影响,以此为基础选择适宜的单体分子进行膜改性以降低因吸附生物分子而导致的膜污染.以氨基酸和二肽为例,采用Hyperchem软件计算考察了丙烯酸、季铵盐及它们的衍生物分子进行膜改性时的效果及其用于生物分子膜过滤时的适宜操作条件.模拟计算结果与实验结果吻合,有关相互作用能的计算结果也与前期实验结果相符.本研究显示出分子模拟技术在分离材料设计和分离过程优化方面所具有的良好应用前景.

摘要：采用Langevin分子动力学方法模拟β模型蛋白与表面活性剂在溶液中形成的各种组装结构,考察了表面活性剂疏水性强度与浓度对蛋白质分子构象的影响.结果显示:弱疏水性表面活性剂可以在蛋白质表面自组装形成限制性空间,使被包覆的蛋白质的立体结构更为稳定;强疏水性的表面活性剂则可以与蛋白质疏水核心区的疏水基团形成复合物,而使蛋白质的立体结构被破坏,即蛋白质发生去折叠.上述模拟可再现相关实验结果,其展现的蛋白质结构转换微观图景对于表面活性剂的分子设计及其应用于生物加工过程具有指导作用.

摘要：采用分子模拟方法考察表面活性剂与蛋白质分子之间的相互作用及其对蛋白质折叠过程热力学特性的影响,蛋白质分子构建采用HP模型并引入了方阱类势函数.模拟结果显示:模型蛋白分子的某些折叠中间态会陷入局部能量最低状态而无法完成折叠;弱疏水性表面活性剂对模型蛋白的稳定性影响小,但可有效地帮助处于局部能量最低状态的蛋白折叠中间态通过能量壁垒而实现折叠;强疏水性表面活性剂则可与蛋白质形成高稳定性的复合物而阻止折叠的进行,需将其脱除才能使折叠过程重新开始.模拟结果还显示:表面活性剂的加入会使蛋白质折叠中间态更加丰富,从而能够光滑折叠过程中的能量阱;表面活性剂与变性环境对于蛋白质的折叠具有协同效应.模拟结果与文献报道的实验结果具有一致性,显示分子模拟的方法在揭示蛋白质折叠过程的微观机理以及表面活性剂类折叠助剂的分子设计方面有很好的应用前景.