Polyelectrolyte complexation of chitosan and hyaluronic acid: Simulation of the effect of salt addition
Kitosan ve hiyaluronik asitin polielektrolit kompleksleşmesi: Tuz eklenmesinin etkisinin simülasyonu
- Tez No: 896911
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE BAŞAK KAYITMAZER BÜYÜKOKUTAN, PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Hofmeister Serisi'nin biyomoleküler sistemlerdeki varlığı, bu çalışmada görüldüğü gibi koaservasyonu etkilemektedir. Bu çalışmada 50 birim kitosan (CHI) ve 50 birim hiyalüronik asidin (HA) çeşitli tuzların, NaCl, MgCl2, NaNO3, NaOAC, KCl ve CaCl2 dahil olmak üzere, varlığında ve yokluğunda koaservasyonu üzerindeki etkisi incelenmiştir. İki koaservasyon sistemi analiz edilmiştir; ilki 1 zincir CHI ve 1 zincir HA'dan oluşmakta, ikincisi ise her iki polimerin 2 zincirini içermektedir. LAMMPS paketini kullanarak kaba taneli (CG) Moleküler Dinamik (MD) Simülasyonu ile CHI HA koaservat sistemlerinin entalpi değerleri tuz eklenip ve eklenmeden hesaplanmıştır. CHI ve HA polimerlerinin dönme yarıçapı, 100 ns'lik bir denge çalışması sırasında ayrı ayrı ölçülmüştür. 100 ns'lik çalışma sonunda hem CHI hem de HA'nın dengede olduğunu kanıtlamaktadır. Radial dağılım fonksiyonları (RDF) hesaplanmış ve bulgular CHI ile HA arasındaki etkileşimi kanıtlamıştır. Bağlanma enerjisini hesaplamak için farklı dış kuvvetler (50, 75 ve 100 (kcal/mol)/(Angstrom) altında 1 zincir ve 2 zincir sistemlerinin koaservatları üzerinde Yönlendirilmiş Moleküler Dinamik Simülasyonları (SMD) gerçekleştirilmiştir. Bulgular, tuz eklemenin CHI-HA etkileşimleri üzerinde bir perdeleme etkisi yarattığı fikrini ağırlıklı olarak desteklemektedir. Özellikle, 1 zincir sisteminde, anyonların (OAc->Cl-> NO3-) hidrasyon sırası, SMD simülasyonlarında 50 (kcal/mol)/Angstrom dış kuvvet altında bağlanma enerjilerinin oranı sıfıra yaklaşınca literatürle uyumludur. Benzer şekilde, 2 zincir sistemlerinde, aynı koşullarda bağlanma enerjilerinin oranı, literatürde verilen anyonlar ve katyonlar (Mg+2>Ca+2>Na+>K+) hidrasyon sırasıyla uyumlu olarak 1 zincir sistemindeki sonuçlarla örtüşmektedir.
Özet (Çeviri)
The presence of the Hofmeister Series in biomolecular systems impacts coacervation , as observed in this study where the influence of Hofmeister Series on the coacervation of 50 units of chitosan (CHI) and 50 units of hyaluronic acid (HA) is investigated in the presence and absence of various salts, including NaCl, MgCl2, NaNO3, NaOAC, KCl, and CaCl2. 2 coacervation systems are analyzed, the first consisting of 1-chain of CHI and 1-chain of HA, and the second comprising 2-chains of both polymers. Utilizing coarse-grained (CG) Molecular Dynamic (MD) Simulation with the LAMMPS package, the enthalpy values for the CHI-HA coacervate systems are calculated with and without salt addition. The radius of gyration of CHI and HA polymers is individually measured during a 100 ns equilibrium run. It proves that both CHI and HA are in equilibrium after 100 ns run with LAMMPS. Radial distribution functions (RDF) are computed proving the interaction between CHI and HA. Various methods for calculating binding energy are explored, followed by Steered Molecular Dynamic Simulations (SMD) on the coacervates of 1-chain and 2-chain systems under different external forces (50, 75, and 100 (kcal/mol)/Angstrom). The findings predominantly support the notion of salt addition exerting a screening effect on CHI-HA interactions. Specifically, in the 1-chain system, the hydration order of anions (OAc->Cl->NO3-)and in the 2-chain systems, both anions and cations (Mg+2>Ca+2>Na+>K+) is in agreement with literature when the ratio of binding energies approaches zero under an external force of 50 (kcal/mol)/Angstrom in SMD simulations.
Benzer Tezler
- Complexation of semi-flexible biopolyelectrolytes
Yarı esnek biyopolielektrolitlerin kompleksleşmeleri
ALAADDİN FARUK KÖKSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BAŞAK KAYITMAZER
- Effect of hofmeister ions on thermodynamics of complex coacervation of hyaluronic acid and chitosan
Hofmeister serisinin hiyalüronik asit ve kitosan koaservasyonunun termodinamiği üzerindeki etkisi
GÖKÇE KANTARCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAŞAK KAYITMAZER BÜYÜKOKUTAN
- Complex coacervation between two oppositely charged and semi-flexible biopolymers
Zıt yüklü iki-yarı esnek biyopolimerin kompleks koakservasyonu
FATMA AKÇAY OĞUR
Doktora
İngilizce
2023
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAŞAK KAYITMAZER BÜYÜKOKUTAN
- Usage of hyaluronic acid - chitosan coacervates for cartilage tissue engineering
Hiyalüronik asit – kitosan koaservatlarının kıkırdak doku mühendisliği için kullanımı
ÖZGE ACAR
Doktora
İngilizce
2017
BiyomühendislikYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAMZE KOSE
- Vankomisin içeren fukoidan-kitozan temelli nanopartikül formülasyonlarının hazırlanması ve ın vitro karakterizasyonu
Preparation and in vitro characterization of Vancomycin containing fucoidan-chitosan nanoparticles formulations
FURKAN YÜNKÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ DEMİR SEZER
DOÇ. DR. NEŞE BUKET AKSU