کتابخانه مرکزی
پایان نامه های سال 99: شبیه‌سازی دینامیک مولکولی اثر پلاسمای سرد فشار اتمسفری بر سلول‌های سرطانی
شبیه‌سازی دینامیک مولکولی اثر پلاسمای سرد فشار اتمسفری بر سلول‌های سرطانی​

چکیده


در طول سال‌های گذشته، کاربرد پلاسمای سرد اتمسفری (CAP) در پزشکی به زمینه‌ی جدیدی از تحقیقات تبدیل شده که به سرعت در حال رشد است. یکی از کاربردهای جدید پزشکی CAP، درمان سرطان است. اثرات درمانی CAP مربوط به حضور گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن (RNS و ROS) در پلاسما است. آزمایش‌ها در حال حاضر نشان می‌دهند که CAP می‌تواند به صورت انتخابی سلول‌های سرطانی را از بین ببرد و سلول‌های سالم کمتر آسیب می‌بینند، اما هنوز مکانیزم انتخاب‌پذیری پلاسما ناشناخته باقی مانده است. با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، سعی کردیم مکانیزم انتخاب‌پذیری را بر پایه‌ی کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ ((VDAC  روشن سازیم. این کانال‌های پروتئینی بر روی غشای سلولی قرار دارند که  H2O2 و سایر گونه‌های فعال اکسیژن را به قسمت داخلی سلول انتقال می‌دهند. به طور خاص، ما شبیه‌سازی دینامیک مولکولی را برای بررسی عبور H2O2 از کانال hvdac1 (یکی از اعضای خانواده‌ی VDAC) روی غشای DOPC انجام داده‌ایم. انرژی آزاد عبورH2O2  از hvdac1 کمتر از انرژی آزاد عبور H2O2 از غشای بدون کانال است. این موضوع نشان می‌دهد که انتقال H2O2 به داخل سلول از طریق کانال hvdac1 راحت‌تر صورت می‌گیرد. با توجه به فراوانی این کانال در سلول‌های سرطانی نسبت به سلول‌های سالم، پلاسما سلول‌های سرطانی را بیشتر تحت تأثیر قرار می‌دهد. این مطالعه بینش بهتری را در نقش hvdac1 در انتخاب‌پذیری CAP برای درمان سلول‌های سرطانی ارائه می‌دهد.

 

کلید واژه ها: گونه‌های فعال اکسیژن، hvdac1، غشای فسفولیپیدی، دینامیک مولکولی، پروفایل انرژی آزاد​


Molecular Dynamics Simulation of the Effect of Cold Atmospheric Pressure Plasma on Cancer Cells​



By: Mahsa Rezaei


Abstract 


Over the past few years, the application of cold atmospheric plasma (CAP) in medicine has developed into anA innovative field of research of rapidly growing importance. One promising new medical application of CAP is cancer treatment. The therapeutic effects of CAPs are related to reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS) present in the plasma. Experiments are currently showing that CAP can selectively kill cancer cells and less damage to healthy cells, but the underlying mechanisms remain unclear. Using computer simulations, we try to shed light on the mechanism of selectivity, based on Voltage dependent anion channels (VDACs). These protein channels are located on the cell membrane that carries H2O2 and other active oxygen species to the inner part of the cell. Specifically, we perform molecular dynamics simulations for the permeation of H2O2 through hvdac1 (one of the members of the VDAC family) on the dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) phospholipid bilayer (PLB). The free energy barrier of H2O2 across hvdac1 is lower than for the DOPC PLB. This indicates that the delivery of H2O2 into the cell interior more easily through the hvdac1 channel. Due to the abundance of this channel in cancer cells compared to healthy cells, plasma is more likely to affect cancer cells. This study gives a better insight into the role of VDACs in the selectivity of CAPs for treating cancer cells.

 

Keywords: reactive oxygen species, hvdac1, phospholipid bilayer, molecular dynamics, free energy profile​

اداره کتابخانه مرکزی Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی