ملکول های بسیاری مانند پپتیدهای با ساختار مارپیچ آلفا و dna وجود دارند که فارغ از جزئیات ساختاریشان نسبت طول به قطر آنها مقدار قابل توجهی است. طول ایستایی این ملکول ها بزرگ است به گونه ای که اگر طول خیلی بلندی نداشته باشند می توان آنها را به عنوان یک ملکول میله ای شکل در نظر گرفت. تعدادی از این ملکول ها اگرچه از لحاظ الکتریکی خنثی هستند ولی توزیع بار در آنها به گونه ای است که به طور موضعی دوقطبی های الکتریکی در این ملکول ها به وجود می آید. در یک تقریب درشت دانه می توان تمامی جزئیات این ملکول ها را کنار گذاشت و آنها را به عنوان یک ملکول میله ای شکل با یک دوقطبی مرکزی در نظر گرفت. همچنین از لحاظ نظری ثابت شده است که ملکول های میله ای شکل در غلظت های بالا تمایل دارند که در اثر برهمکنش حجم اشغالی و به جهت افزایش آنتروپی سیستم، فازهای شناخته شده نماتیک و اسمکتیک را به وجود آورند. در این پایان نامه با شبیه سازی دینامیک ملکولی به مطالعه محلولی از ملکول های میله ای شکل که در مرکزشان دارای ممان دوقطبی الکتریکی هستند پرداخته ایم. پس از شبیه سازی های صورت گرفته نمودار فاز سیستم بر حسب چگالی ملکول ها و قدرت برهمکنش دوقطبی آنها را بدست آورده و مشاهده کرده ایم که برهمکنش دوقطبی الکتریکی به عنوان عاملی کمک کننده به آنتروپی، در انرژی آزاد سیستم ظاهر می شود، و افزایش آن کاهش غلظت آستانه گذار را موجب می شود. در شبیه سازی مشابهی با طراحی ملکول هایی میله ای شکل با هندسه خاص، این ویژگی در آنها به وجود آمده است که ملکول ها تمایل دارند به علت نیروی الکترواستاتیک دو به دو با هم موازی شده و سپس زوج های دوتایی به هم عمود شوند. در این حالت تقابل نیروی الکترواستاتیک و آنتروپی در بارها و غلظت های متفاوت، ساختارهایی منحصر به فرد در این سیستم ها به وجود می آورد که کاملا متفاوت از فازهای مشاهده شده در حالت بدون بار است.

در این پایان نامه، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی درشت دانه، به بررسی سد انرژی آزاد در برابر تجمع دو ماکرومولکول پلیمری می پردازیم. با استفاده از داده های به دست آمده از شبیه سازی، بستگی سد انرژی آزاد به سختی خمشی پلیمرها را مطالعه می کنیم. این مطالعه را در سه حالت مختلف؛ دو پلیمر آزاد در فضا (در سه بعد)، دو پلیمر مقید در دو بُعد و دو پلیمرجذب شده به روی یک سطح صاف انجام می دهیم. تغییرات سد انرژی آزاد با طول ایستایی پلیمرها را به صورت نمودارهایی رسم می نماییم. مشاهده می شود که در حالت اول و سوم سد انرژی آزاد برحسب سختی خمشی پلیمر یک رفتار غیر یکنوا دارد. با افزایش سختی خمشی پلیمر، سد انرژی آزاد ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. در حالت دوم سد انرژی آزاد با افزایش ثابت خمش به صورت تقریباً نمایی افت می کند. در حالت سوم مقدار سد انرژی آزاد نسبت به حالت اول به میزان چشم گیری کاهش می یابد که نشان دهنده این است که وجود سطح جاذب پلیمرها، پدیده تجمع آنها را به میزان قابل توجهی تسهیل می کند.

پپتیدهای ضد باکتریایی رده ای از مولکول هایی هستند که با مورد هدف قرار دادن غشاهای سلولی، موجب مرگ میکروارگانیسم می شوند و برخلاف آنتی بیوتک های مرسوم به ندرت در باکتری ها مقاومت دارویی ایجاد می کنند. این دسته از ضد باکتری های نو ظهور، مدت زیادی است که توجه بسیاری از آزمایشگاه های تحقیقاتی را در سراسر جهان به خود جلب کرده است. در حال حاضر، بیش از پانصد پپتید ضد باکتری با منشأ طبیعی در پایگاه های اطلاعاتی به صورت مستند وجود دارد. برای سهولت از بهره مندی توانایی این پپتیدهای ضد میکروب به عنوان داروهای آنتی بیوتیکی، تحقیقات رو به جلویی با هدف ابهام زدایی از مکانیسم عملکردشان در حال انجام است. در این پروژه نیز با بهره گیری از تکنیک های دینامیک مولکولی و آزمایشگاهی توانسته ایم به افق های روشنی دست یابیم. به این منظور ما میانکنش دو پپتید ضد باکتریایی آیورین $1.2$ و آنالوگ انسانی اش یعنی llaa را با دو لایه ی لیپیدی dppc مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از روش های دینامیک مولکولی و روش های آزمایشگاهی از قبیل تعیین mic و همچنین آنالیز داده های بدست آمده از دورنگ نمایی دورانی این دو پپتید در بافر سدیم فسفات، در وزیکول هایی از جنس dppc و در tfe به مقایسه در فعالیت ضد باکتریایی این دو پپتید پرداخته شد. همانطور که انتظار می رفت پپتید آنالوگ نسبت به آیورین mic کمتر و در نتیجه فعالیت ضد باکتریایی قوی تر دارد. آنالیز داده های تئوری نیز بعد شبیه سازی ??? نانو ثانیه ای حکایت از قدرت بیشتر پپتید آنالوگ دارد چراکه این پپتید آشفتگی بیشتری در غشای dppc ایجاد کرده و تعداد بیشتری مولکول های آب وارد غشا شده است. در نهایت اینکه داده های تجربی و تئوری به صورت معناداری موید یکدیگر بوده اند.کلمات کلیدی: پپتیدهای ضد باکتری llaa و آیورین $1.2$، دیپالمیتول فسفاتیدیل کولین (lr{dppc})، تری فلورواتانول (tfe) و دینامیک مولکولی.

پپتیدهای ضدباکتریائی کوتاه و کاتیونی در موجودات زنده در یک استراتژی دفاعی علیه تهاجم پاتوژن ها تولید می شوند. این پپتیدها با تشکیل منفذ و یا از طریق سازوکار فرشی باعث اختلال در غشاهای سلولی می گردند. پپتیدهای ضدباکتریائی برخلاف آنتی بیوتیک های مرسوم به ندرت در باکتری ها مقاومت دارویی ایجاد می کنند و موجب مرگ میکروارگانیسم ها می شوند. از آن جائی که آیورین $2 . 1$ یک پپتید کوتاه (?? باقی مانده) با فعالیت های ضدمیکروبی است به همین جهت در این پروژه برخی از خواص ساختاری - عملکردی آیورین $2 . 1$ را در حالت محلول و به صورت انفرادی و گروهی در محیط غشاء باکتریائی به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار می دهیم. در این شبیه سازی ها غشاء باکتری را با نسبت $1:3$، pope به popg (فسفاتیدیل اتانول آمین/فسفاتیدیل گلیسرول) مدل می کنیم. همه ی نتایج حاصل نشان می دهند که هلیکس آیورین از سر c و به صورت مایل تمایل به نفوذ به غشاء دارد. اندازه گیری فاصله ی مرکز جرم پپتید از مرکز جرم غشاء و فاصله هر دو انتهای پپتید نسبت به مرکز جرم غشاء، موید این موضوع است. نازک شدن ضخامت غشاء در فرآیند نفوذ پپتید و تشکیل منفذ، در این پایان نامه با رسم نمودارهای مربوط مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شمارش تعداد مولکول آب نفوذ کرده نشان می دهد که گروهی از پپتیدها در کنار هم راحت تر نسبت به یک آیورین $2 . 1$ به داخل غشاء نفوذ پیدا می کنند. به کمک نرم افزار vmd مشاهده می شود که پپتیدها هنگام نفوذ به غشاء گروهای فسفات را همراه خود به داخل هدایت می کنند که این مشاهده می تواند بیانگر سازوکار منفذ حلقوی برای اختلال در غشاء توسط آیورین$2 . 1$ باشد.