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

M. G. Kucherenko; Кучеренко М. Г.; P. P. Neyasov; Неясов П. П.; N. Yu. Kruchinin; Кручинин Н. Ю.

doi:10.31857/S0207401X23050059

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

Authors: Kucherenko M.G.¹, Neyasov P.P.¹, Kruchinin N.Y.¹
Affiliations:
1. Orenburg State University
Issue: Vol 42, No 5 (2023)
Pages: 51-60
Section: Chemical physics of polymeric materials
URL: https://ruspoj.com/0207-401X/article/view/674867
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X23050059
EDN: https://elibrary.ru/GDFCWH
ID: 674867

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee 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.

Keywords

polarized nanoparticle, polyelectrolyte, conformational changes, Gaussian model of the macromolecular chain, molecular dynamics

References

Zhang P., Chiu Y., Tostanoski L.H. et al. // ACS Nano. 2015. V. 9. P. 6465; https://doi.org/10.1021/acsnano.5b02153
Zhang H., Nayak S., Wang W. et al. // Langmuir. 2017. V. 33. P. 12227; https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b02359
Fuller M.A., Köper I. // Nano Convergence. 2019. V. 6. P. 11; https://doi.org/10.1186/s40580-019-0183-4
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
Angelatos A.S., Radt B., Caruso F. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 3071; https://doi.org/10.1021/jp045070x
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
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
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
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
Chen Y., Cruz-Chu E.R., Woodard J. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 8847. https://doi.org/10.1021/nn3027408
Cantini E., Wang X., Koelsch P. et al. // Acc. Chem. Res. 2016. V. 49. P. 1223. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6b00132
Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2019. Т. 81. С. 175; https://doi.org/10.1134/S1061933X19020078
Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // ЖФХ. 2020. Т. 94. С. 1066; https://doi.org/10.1134/S0036024420070171
Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Биофизика. 2020. Т. 65. С. 219; https://doi.org/10.1134/S0006350920020104
Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2020. Т. 82. С. 177; https://doi.org/10.1134/S1061933X20020088
Кручинин Н.Ю., Кучеренко М.Г. // Коллоид. журн. 2020. Т. 82. С. 440; https://doi.org/10.1134/S1061933X20040067
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
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
Phillips J.C., Braun R., Wang W. et al. // J. Comput. Chem. 2005. № 26. P. 1781; https://doi.org/10.1002/jcc.20289
Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М. // Вестн. ОГУ. 2008. № 9. С. 177.
Кучеренко М.Г., Кручинин Н.Ю., Чмерева Т.М. // Вестн. ОГУ. 2010. № 5. С. 124.
Кучеренко М.Г., Измоденова С.В., Чмерева Т.М. и др. // Вестн. ОГУ. 2013. № 9. С. 100.
Гросберг А.Ю., Хохлов А.P. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989.
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
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
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
Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 10089; https://doi.org/10.1063/1.464397
Shankla M., Aksimentiev A. // Nature Commun. 2014. V. 5. P. 5171; https://doi.org/10.1038/ncomms6171