انباشتگی رشته های اکتین در حضور نمک چند ضرفیتی

مشاهدات آزمایشگاهی نشان می دهند که در یک محلول پلی الکترولیت ، حضور یون های مخالف چندظرفیتی با غلظت کافی می تواند باعث ایجاد برهم کنش جاذبه بین این ماکرومولکول های با بار همنام شود. در محلول غلیظ پلی الکترولیت های میله ای شکل که در نتیجه? این برهم کنش جاذبه، تعداد زیادی از آنها در فاصله? بسیار کمی از هم قرار می گیرند، آرایش تعادلی و رفتار دسته جمعی این ماکرومولکول ها به راحتی قابل پیش بینی نیست. اف-اکتین یک نمونه از پلی الکترولیت های سخت است که در محلول این پلی الکترولیت در حضور نمک چندظرفیتی، ساختارهای بدیعی در مشاهدات آزمایشگاهی دیده شده است. با هدف درک بهترِ نمونه ای از این ساختارها که ساختار کَلَک مانند نامیده می شود، در قسمت اول پایان نامه مدل ِ ساده ای از اف-اکتین در محلول، با روش های شبیه سازی کامپیوتری دینامیک مولکولی و مونت کارلو مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از نتایج به دست آمده در مورد رابطه? نظم گیری جهتی اف-اکتین ها با غلظت یون های نمک، علت تشکیل این ساختارهای متنوع، توضیح داده می شود. نشان داده می شود که تشکیل ساختار کلک مانند اف-اکتین ها متناظر با یک حالت شبه پایدار سیستم است و با گذشت زمان کافی، سیستم به حالتی با انرژی پایین تر می رسد که در آن دسته های موازی اف-اکتین ها تشکیل می شود. نکته? دیگر در مورد اف-اکتین ها که ساختار مارپیچی دارند، ارتباط نظم پیچشی این رشته ها با جاذبه? بین آنها در حضور یون های مخالف چندظرفیتی و تشکیل دسته های موازی است. در ادامه? این پایان نامه، سازوکار جاذبه در انباشته های اف-اکتینی بررسی می شود. برای این منظور، برخلاف مدل های ساده ? مورد استفاده در اغلب بررسی های مربوط به این سیستم ها، به ارائه? یک مدل دقیق تر از اف-اکتین می پردازیم. در این مدل از اف-اکتین، انواع آزادی های چرخشی، پیچشی و انتقالی و اندازه? واقعی قطر اف-اکتین، نظم مارپیچی توزیع بار آن و سختی های پیچشی و خمشی اف-اکتین در نظر گرفته می شود. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی این مدل، نشان داده می شود که: · جاذبه? بین اف-اکتین ها در حضور نمک چندظرفیتی، آنها را به صورت دسته های موازی انباشته می کند و محورهای آنها شبکه? هگزاگونال تشکیل می دهند. · ‎رقابت برهم کنش های الکتروستاتیک و سختی پیچشی اف-اکتین ها، نظم مارپیچی آنها را از حالت طبیعی 13/6 منحرف نمی کند. · توزیع یون های مخالف نشان می دهد که در حالت تعادل بیشینه? چگالی این یون ها در وسط خط واصل مراکز اف-اکتین های همسایه است. سازوکار برهم کنش جاذبه بین اف-اکتین ها از روی توزیع یون های مخالف، قابل توضیح است. · بررسی انرژی حالت پایه? دسته? موازی اف-اکتین ها با استفاده از یک مدل ایده آل برای اف-اکتین و استفاده از بارهای مخالف ثابت متناظر با نظم گزارش شده برای یون های مخالف در یک آزمایش، نشان می دهد که نظم مارپیچی ‎24/11‎ انرژی کمتری نسبت به دیگر نظم ها دارد.