点突变对胶原纤维结构和机械性能的影响：分子动力学研究

• 作者: Abhishek Singh Ashley E. Marlowe Yaroslava G. Yingling 何青(编译)
• 来源期刊: 北京皮革：中外鞋讯（下）
• 学科: 工学
• 关键词: 胶原纤维 分子动力学模拟 点突变 成骨不全症 机械性能
• 年，卷（期）: 2013,（5）
• 页码范围: 91-95
• 页数: 5页
• 分类号: TS102.528

摘要

现代人对胶原机械性能和结构的理解程度，对于生物医学材料以及纳米技术的应用至关重要。而且，点突变与许多胶原类疾病有关，其中包括成骨不全症（OI）。我们进行一系列传统研究以及能够操纵原子的分子动力学模拟，以便检测点突变对于胶原纤维结构和机械性能的影响，包括甘氨酸到丙氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸和丝氨酸的突变以及羟脯氨酸到精氨酸、天冬酰胺、谷酰胺和赖氨酸的突变。研究发现，所有点突变均能分散胶原纤维的结构，并降低其强度，从而影响纤维的层堆积。相对于羟脯氨酸突变（wT〉Arg〉Glu〉Asn〉Lys），甘氨酸突变（wT〉Ala〉ser〉cys〉Asp）对纤维的机械强度的影响更为有害。甘氨酸突变的临床表现与通过分子模拟预言纤维可拉伸强度降低的趋势相一致。大体上，胶原纤维机械性能的降低能够预言点突变的临床表现。