Modeling Conformational Rearrangements of a Macromolecule Adsorbed on a Metal Nanoparticle in an External Electric Field

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The properties of a specially created analytical model of conformational rearrangements of a Gaussian macromolecular chain adsorbed on the surface of a metal nanoparticle in an external electric field are investigated. The results of calculations based on this model of the structure of polyelectrolyte chains and molecular dynamics (MD) modeling of polypeptide conformations near a gold nanoparticle are presented. It is found that an increase in the strength of the external electric field leads to a displacement of the links of the macromolecular edge to one of the poles of the polarized nanoparticle.

About the authors

M. G. Kucherenko

Orenburg State University

Email: nejapetr@yandex.ru
Orenburg, Russia

P. P. Neyasov

Orenburg State University

Email: nejapetr@yandex.ru
Orenburg, Russia

N. Yu. Kruchinin

Orenburg State University

Author for correspondence.
Email: nejapetr@yandex.ru
Orenburg, Russia

References

  1. Zhang P., Chiu Y., Tostanoski L.H. et al. // ACS Nano. 2015. V. 9. P. 6465; https://doi.org/10.1021/acsnano.5b02153
  2. Zhang H., Nayak S., Wang W. et al. // Langmuir. 2017. V. 33. P. 12227; https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b02359
  3. Fuller M.A., Köper I. // Nano Convergence. 2019. V. 6. P. 11; https://doi.org/10.1186/s40580-019-0183-4
  4. Qiu T.A., Torelli M.D., Vartanian A.M. et al. // Anal. Chem. 2017. V. 89. P. 1823; https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b04161
  5. Angelatos A.S., Radt B., Caruso F. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 3071; https://doi.org/10.1021/jp045070x
  6. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 9. С. 9; https://doi.org/10.1134/S1990793120050036
  7. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 6. С. 10; https://doi.org/10.1134/S1990793121020196
  8. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 7. С. 67; https://doi.org/10.1134/S1990793121040023
  9. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 6. С. 3; https://doi.org/10.1134/S199079312232001X
  10. Chen Y., Cruz-Chu E.R., Woodard J. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 8847. https://doi.org/10.1021/nn3027408
  11. Cantini E., Wang X., Koelsch P. et al. // Acc. Chem. Res. 2016. V. 49. P. 1223. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6b00132
  12. Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2019. Т. 81. С. 175; https://doi.org/10.1134/S1061933X19020078
  13. Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // ЖФХ. 2020. Т. 94. С. 1066; https://doi.org/10.1134/S0036024420070171
  14. Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Биофизика. 2020. Т. 65. С. 219; https://doi.org/10.1134/S0006350920020104
  15. Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2020. Т. 82. С. 177; https://doi.org/10.1134/S1061933X20020088
  16. Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2020. Т. 82. С. 440; https://doi.org/10.1134/S1061933X20040067
  17. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Чмерева Т.М. и др. // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107. С. 510; https://doi.org/10.1134/S0030400X0909029X
  18. Kucherenko M.G., Izmodenova S.V., Kruchinin N.Yu. et al. // High Energy Chem. 2009. V. 43. P. 592; https://doi.org/10.1134/S0018143909070169
  19. Phillips J.C., Braun R., Wang W. et al. // J. Comput. Chem. 2005. № 26. P. 1781; https://doi.org/10.1002/jcc.20289
  20. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М. // Вестн. ОГУ. 2008. № 9. С. 177.
  21. Кучеренко М.Г., Кручинин Н.Ю., Чмерева Т.М. // Вестн. ОГУ. 2010. № 5. С. 124.
  22. Кучеренко М.Г., Измоденова С.В., Чмерева Т.М. и др. // Вестн. ОГУ. 2013. № 9. С. 100.
  23. Гросберг А.Ю., Хохлов А.P. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989.
  24. MacKerell Jr. A.D., Bashford D., Bellott M. et al. // J. Phys. Chem. B. 1998. V 102. P. 3586; https://doi.org/10.1021/jp973084f
  25. Heinz H., Vaia R.A., Farmer B.L. et al. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 17281; https://doi.org/10.1021/jp801931d
  26. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D. et al. // J. Chem. Phys. 1983. V. 79. P. 926; https://doi.org/10.1063/1.445869
  27. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 10089; https://doi.org/10.1063/1.464397
  28. Shankla M., Aksimentiev A. // Nature Commun. 2014. V. 5. P. 5171; https://doi.org/10.1038/ncomms6171

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (493KB)
3.

Download (312KB)
4.

Download (506KB)
5.

Download (520KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (257KB)

Copyright (c) 2023 М.Г. Кучеренко, П.П. Неясов, Н.Ю. Кручинин