Investigation of Self‐Assembly of Symmetric and Asymmetric Peptide Bolaamphiphiles by COSMO‐RS and Atomistic Simulations and their Interactions with POPC Bilayers

2021 ◽  
pp. 2100066
Author(s):  
Charlotta G. Lebedenko ◽  
Ipsita A. Banerjee
Keyword(s):  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulations

Self-assembly of diphenylalanine peptides on graphene via detailed atomistic simulations

2020 ◽  
Vol 22 (47) ◽  
pp. 27645-27657
Author(s):  
Anastassia N. Rissanou ◽  
Andriani Keliri ◽  
Maria Arnittali ◽  
Vagelis Harmandaris
Keyword(s):  
Aqueous Solution ◽  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Density Profiles ◽  
Atom Density ◽  
Phenyl Rings

(a) Characteristic snapshot of 150FF peptides in aqueous solution at 300 K. (b) Characteristic snapshot of an interfacial graphene/FF system with 300FF in aqueous solution at 300 K. (c) Atom density profiles of phenyl rings and the backbone as a function of distance from the surface of graphene.

scholarly journals How electrostatic networks modulate specificity and stability of collagen

2018 ◽  
Vol 115 (24) ◽  
pp. 6207-6212 ◽  
Author(s):  
Hongning Zheng ◽  
Cheng Lu ◽  
Jun Lan ◽  
Shilong Fan ◽  
Vikas Nanda ◽  
...  
Keyword(s):  
Extracellular Matrix ◽  
Hydrogen Bonding ◽  
High Resolution ◽  
Predictive Model ◽  
Self Assembly ◽  
Structural Information ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Specific Interactions ◽  
Collagen Stability ◽  
Resolution Structure

One-quarter of the 28 types of natural collagen exist as heterotrimers. The oligomerization state of collagen affects the structure and mechanics of the extracellular matrix, providing essential cues to modulate biological and pathological processes. A lack of high-resolution structural information limits our mechanistic understanding of collagen heterospecific self-assembly. Here, the 1.77-Å resolution structure of a synthetic heterotrimer demonstrates the balance of intermolecular electrostatics and hydrogen bonding that affects collagen stability and heterospecificity of assembly. Atomistic simulations and mutagenesis based on the solved structure are used to explore the contributions of specific interactions to energetics. A predictive model of collagen stability and specificity is developed for engineering novel collagen structures.

scholarly journals Atomistic simulations of pH-dependent self-assembly of micelle and bilayer from fatty acids

2012 ◽  
Vol 137 (19) ◽  
pp. 194902 ◽  
Author(s):  
Brian H. Morrow ◽  
Peter H. Koenig ◽  
Jana K. Shen
Keyword(s):  
Fatty Acids ◽  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Ph Dependent

Self-assembly of Alanine-Isoleucine and Isoleucine-Isoleucine Dipeptides through Atomistic Simulations and Experiments

2020 ◽  
Vol 124 (33) ◽  
pp. 7102-7114
Author(s):  
Anastassia N. Rissanou ◽  
Georgios Simatos ◽  
Panagiota Siachouli ◽  
Vagelis Harmandaris ◽  
Anna Mitraki
Keyword(s):  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulations

scholarly journals Thermodynamics of the self-assembly of non-ionic chromonic molecules using atomistic simulations. The case of TP6EO2M in aqueous solution

Soft Matter ◽  
2015 ◽  
Vol 11 (4) ◽  
pp. 680-691 ◽  
Author(s):  
Anna Akinshina ◽  
Martin Walker ◽  
Mark R. Wilson ◽  
Gordon J. T. Tiddy ◽  
Andrew J. Masters ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Aqueous Solution ◽  
Liquid Crystal ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Self Assembly ◽  
The Self ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Aggregation Behaviour ◽  
Dynamics Simulations

Molecular dynamics simulations of non-ionic triphenylene-based chromonic liquid crystal molecules demonstrate self-assembly of the molecules into stacks and “quasi-isodesmic” aggregation behaviour.

Atomistic Simulations of 2D Bicomponent Self-Assembly: From Molecular Recognition to Self-Healing

2010 ◽  
Vol 132 (50) ◽  
pp. 17880-17885 ◽  
Author(s):  
Carlos-Andres Palma ◽  
Paolo Samorì ◽  
Marco Cecchini
Keyword(s):  
Molecular Recognition ◽  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Self Healing

scholarly journals Self-Assembly of Nanoparticles Decorated by Liquid Crystalline Groups: Computer Simulations

2020 ◽  
Author(s):  
Jaroslav Ilnytskyi
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Computer Simulations ◽  
Self Assembly ◽  
Surface Density ◽  
Liquid Crystalline ◽  
Terminal Group ◽  
The Self ◽  
Coarse Grained ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Group Attachment

We present the results of the computer simulations for the self-assembly of decorated nanoparticles. The models are rather generic and comprise a central core and a shell of ligands containing terminal liquid crystalline group, including the case of the azobenzene chromophores. The simulations are performed using the coarse-grained molecular dynamics with the effective soft-core interparticle interaction potentials obtained from the atomistic simulations. The discussion is centred around the set of the self-assembled morphologies in a melt of 100–200 of such decorated nanoparticles obtained upon the change of the temperature, surface density of ligands, the type of the terminal group attachment, as well as the prediction of the possibility of photo-assisted self-assembly of the nanoparticles decorated by the azobenzene chromophores.

Developing Coarse-Grained Force Fields of Poly (methylmethacrylate-b-2-vinylpyridine) from Atomistic Simulation

2012 ◽  
Vol 562-564 ◽  
pp. 123-128 ◽  
Author(s):  
Bo Du ◽  
Zi Lu Wang ◽  
Xue Hao He
Keyword(s):  
Mechanical Properties ◽  
Force Field ◽  
Self Assembly ◽  
Atomistic Simulation ◽  
Polymer Melts ◽  
Coarse Grained ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Inversion Method ◽  
Coarse Grained Model ◽  
Vinyl Pyridine

A coarse-grained force field for poly (methylmethacrylate-b-2-vinyl pyridine) is developed based on the Iterative Boltzmann Inversion method. The proposed coarse-grained model, successfully reproduced the properties of the polymer melts obtained from atomistic simulations, may provide an efficient way to study their mechanical properties and self-assembly behaviors.

scholarly journals Prediction of conformational and mixing properties of polymers relevant to lithographic applications through atomistic simulations

2019 ◽  
Author(s):  
Παναγιώτης-Νικόλαος Τζούνης
Keyword(s):  
Diffusion Coefficient ◽  
Self Assembly ◽  
Relaxation Times ◽  
Coarse Grained ◽  
Atomistic Simulations ◽  
Mixing Properties ◽  
Self Diffusion ◽  
Mesoscopic Models ◽  
Hildebrand Solubility Parameter ◽  
Self Diffusion Coefficient

Στη λιθογραφία κατευθυνόμενης αυτοσυναρμογής (Directed Self Assembly, DSA), οι ατομιστικές προσομοιώσεις μπορούν να παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη δομή, τη θερμοδυναμική και τη δυναμική των πολυμερών. Βασικές ιδιότητες όπως η πυκνότητα και η παράμετρος διαλυτότητας, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην DSA, μπορούν να εκτιμηθούν από τις ατομιστικές προσομοιώσεις και να χρησιμοποιηθούν ως παράμετροι εισόδου σε αδροποιημένα ή μεσοσκοπικά μοντέλα προσομοίωσης (coarse-grained or mesoscopic models). Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μελετήθηκαν συστήματα πολυμερών τα οποία εφαρμόζονται στη λιθογραφία κατευθυνόμενης αυτοσυναρμογής (DSA). Υποβάλλοντας προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής εξισορροπήθηκαν αρχικά τα ακόλουθα καθαρά ολιγομερικά τήγματα: πολυστυρενίου (PS), πολυμεθακρυλικού μεθυλεστέρα (PMMA), πολυγαλακτικού οξέος (PLA), και πολυδιμεθυλοσιλοξανίοο (PDMS). Από τις τροχιές μοριακής δυναμικής που προέκυψαν εκτιμήθηκαν η πυκνότητα (ρ), η παράμετρoς διαλυτότητας Hildebrand (δ, Hildebrand solubility parameter), ο συντελεστής αυτοδιάχυσης (Dcm, self-diffusion coefficient), καθώς και οι χαρακτηριστικοί χρόνοι χαλάρωσης (τR, longest relaxation times). Εν συνεχεία, δημιουργήθηκαν τρεις αρχικές απεικονίσεις ολιγομερικών μειγμάτων: PS/PMMA, PS/PLA και PLA/PDMS. Τα μείγματα αυτά εξισορροπήθηκαν μέσω προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής και από τις παραγόμενες τροχιές εκτιμήθηκε η ενθαλπία ανάμειξης (ΔmixH). Εν συνεχεία, μέσω της θεωρίας Flory-Huggins εκτιμήθηκε η παράμετρος αλληλεπίδρασης, χ, για το κάθε σύστημα, μια ιδιαίτερα σημαντική παράμετρος αφού καθορίζει την αναμειξιμότητα των δύο πολυμερών και το πάχος της διεπιφάνειας μεταξύ τους σε κατάσταση φασικού διαχωρισμού. Από την εκτίμηση της παραμέτρου χ για τα τρία μείγματα αναγνωρίσθηκε και αυτό που εμφανίζει τη μεγαλύτερη τιμή.Η ανάπτυξη μιας γενικής μεθοδολογίας για την εκτίμηση της ενέργειας ανάμειξης Gibbs έχει επίσης μεγάλη σημασία σε πολλές εφαρμογές πολυμερικών μειγμάτων και αδρομερών συμπολυμερών. Ξεκινώντας από την ενέργεια ανάμειξης Gibbs και εφαρμόζοντας τη θεωρία Flory-Huggins, μπορεί κανείς να εκτιμήσει τη παράμετρο αλληλεπίδρασης Flory-Huggins, χ, η οποία αποτελεί βασική παράμετρο στη λιθογραφία κατευθυνόμενης αυτοσυναρμογής (DSA). Η θεωρία Kirkwood-Buff επιτρέπει την εκτίμηση θερμοδυναμικών ιδιοτήτων που δεν μπορούν να εξαχθούν απευθείας από ατομικές προσομοιώσεις, όπως η ενέργεια Gibbs ανάμειξης (ΔmixG). Στην εργασία μας παρουσιάζουμε μια γενικευμένη μεθοδολογία βασισμένη στη θεωρία Kirkwood-Buff, η οποία μας επιτρέπει να διεξάγουμε πλήρη θερμοδυναμική ανάλυση σε δυαδικά μείγματα κανονικού εξανίου/αιθανόλης σε υγρή κατάσταση, για δυο ζεύγη θερμοκρασίας-πίεσης και σε διάφορα γραμμομοριακά κλάσματα, με σκοπό για να υπολογιστούν τα ολοκληρώματα Kirkwood-Buff (KB) στο ισόθερμο ισοβαρές στατιστικό σύνολο (NpT). Εν συνεχεία, υπολογίζουμε τους συντελεστές ενεργότητας, την ενέργεια Gibbs περισσείας, την ενθαλπία και την εντροπία περισσείας. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματά μας με τις εκτιμήσεις ατομιστικών προσομοιώσεων από προηγούμενη ερευνητική εργασία, καθώς και με πειραματικά δεδομένα, βρίσκουμε πολύ καλή συμφωνία.Το μήκος Kuhn είναι επίσης μια βασική παράμετρος εισαγωγής σε πολλά αδροποιημένα μοντέλα θεωρητικής ανάλυσης και προσομοίωσης πολυμερών, όπως η θεωρία αυτοσυνεπούς πεδίου (SCFT). Στη λιθογραφία κατευθυνόμενης αυτοσυναρμογής (DSA), το μήκος Kuhn ή, ισοδύναμα, η μέση τετραγωνική απόσταση από άκρο σε άκρο για δεδομένο μήκος αλυσίδας, είναι επίσης μια πολύ σημαντική παράμετρος εισόδου, η οποία περιγράφει τις διαστάσεις των συστάδων του συμπολυμερούς. Στη παρούσα εργασία αναπτύξαμε μια γενική μεθοδολογία για την εκτίμηση των διαστάσεων οποιασδήποτε πολυμερικής αλυσίδας σε αδιατάρακτη κατάσταση μέσω ατομιστικών προσομοιώσεων. Η μεθοδολογία βασίζεται σε προσομοιώσεις Monte Carlo (MC) μεμονωμένων αδιατάρακτων πολυμερικών αλυσίδων, οι οποίες υπόκεινται μόνο σε τοπικές αλληλεπιδράσεις κατά μήκος της ραχοκοκαλιάς (backbone) τους. Με βάση τη μεθοδολογία μας, προβλέψαμε τη δυσκαμψία (stiffness) για μια σειρά πολυμερών έναντι των τιμών των αντίστοιχων πολυμερικών τηγμάτων που υπολογίστηκαν τόσο από προσομοιώσεις ΜC, όσο και πειραματικά.H αναμειξιμότητα των πολυμερικών μειγμάτων πολλές φορές καθορίζεται από την τακτικότητα των πολυμερικών αλυσίδων οι οποίες αναμειγνύονται. Η επίδραση της τακτικότητας συνδέεται επίσης με τις διαφορετικές μικροφάσεις στις οποίες τα αντίστοιχα αδρομερή συμπολυμερή αυτο-οργανώνονται. Οι διαφορετικές τακτικότητες οδηγούν στο σχηματισμό διαφορετικών μικροφάσεων όπως στρώσεων, κυλίνδρων, εξαγώνων κλπ. Ως εκ τούτου, η τακτικότητα των πολυμερικών αλυσίδων είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος σχεδιασμού σε εφαρμογές τους όπως η λιθογραφία κατευθυνόμενης αυτοσυναρμογής (DSA). Έχοντας αναπτύξει τη γενική μεθοδολογία για την πρόβλεψη των διαστάσεων οποιασδήποτε πολυμερικής αλυσίδας σε αδιατάρακτη κατάσταση, επικεντρωνόμαστε πλέον στην επίδραση της τακτικότητας στις διαστάσεις του ομοπολυμερούς πολυπροπυλενίου (ΡΡ) καθώς και συμπολυμερών (συσταδικών και τυχαίων) πολυ(αιθυλενίου-προπυλενίου). Διαπιστώνουμε ότι η τακτικότητα έχει σημαντική επίδραση στη δυσκαμψία του ομοπολυμερούς πολυπροπυλενίου (ΡΡ). Η δυσκαμψία παρουσιάζει μια μη-μονότονη συμπεριφορά συναρτήσει του ποσοστού μέσο (meso) δυάδων κατά μήκος της αλυσίδας. Έπειτα, αναπτύσσουμε ένα θεωρητικό μοντέλο για την περιγραφή της εξάρτησης της δυσκαμψίας του συμπολυμερούς πολυ(αιθυλενίου- προπυλενίου) από την περιεκτικότητά του σε προπυλένιο και την τακτικότητα της συστάδας του προπυλενίου. Τέλος, υπολογίζουμε την επίδραση τόσο της τακτικότητας όσο και της περιεκτικότητας σε προπυλένιο στη δυσκαμψία αλυσίδων τυχαίων συμπολυμερούς πολυ(αιθυλενίου-προπυλενίου) που αποτελούν πρότυπα συστήματα για τα ελαστομερή αιθυλενίου – προπυλενίου (EPM) και διαπιστώνουμε πολύ καλή συμφωνία με τις διαθέσιμες εκτιμήσεις από το μοντέλο περιστροφικών ισομερικών καταστάσεων (RIS). 

In vitro and in vivo polysaccharides assembly: ultrastructural and cytochemical study of growing plant cell wall components.

1978 ◽  
Vol 36 (2) ◽  
pp. 434-435
Author(s):  
D. Reis ◽  
B. Vian ◽  
J. C. Roland
Keyword(s):  
Cell Wall ◽  
Self Assembly ◽  
Plant Cell Wall ◽  
Higher Plants ◽  
Three Dimensional ◽  
Cytochemical Study ◽  
Wall Components

Wall morphogenesis in higher plants is a problem still open to controversy. Until now the possibility of a transmembrane control and the involvement of microtubules were mostly envisaged. Self-assembly processes have been observed in the case of walls of Chlamydomonas and bacteria. Spontaneous gelling interactions between xanthan and galactomannan from Ceratonia have been analyzed very recently. The present work provides indications that some processes of spontaneous aggregation could occur in higher plants during the formation and expansion of cell wall.Observations were performed on hypocotyl of mung bean (Phaseolus aureus) for which growth characteristics and wall composition have been previously defined.In situ, the walls of actively growing cells (primary walls) show an ordered three-dimensional organization (fig. 1). The wall is typically polylamellate with multifibrillar layers alternately transverse and longitudinal. Between these layers intermediate strata exist in which the orientation of microfibrils progressively rotates. Thus a progressive change in the morphogenetic activity occurs.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document