Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему
Nowadays, it is relevant to study the processes that occur at the boundary of biomolecule (cell)-nanoparticle phase distribution. There is a growing interest in studying the interaction of ultrafine silica (UFC) with saccharides, in particular glucose and fructose, as well as with N-acetylneuraminic...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/560 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-560 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T10:02:21Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
глюкоза фруктоза поверхня кремнезему адсорбція метод теорії функціоналу густини кластерне наближення |
| spellingShingle |
глюкоза фруктоза поверхня кремнезему адсорбція метод теорії функціоналу густини кластерне наближення Ushakova, L. M. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Lobanov, V. V. Kartel, N. T. Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| topic_facet |
glucose fructose silica surface adsorption density functional theory method cluster approach глюкоза фруктоза поверхность кремнезема адсорбция метод теории функционала плотности кластерное приближение глюкоза фруктоза поверхня кремнезему адсорбція метод теорії функціоналу густини кластерне наближення |
| format |
Article |
| author |
Ushakova, L. M. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Lobanov, V. V. Kartel, N. T. |
| author_facet |
Ushakova, L. M. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Lobanov, V. V. Kartel, N. T. |
| author_sort |
Ushakova, L. M. |
| title |
Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_short |
Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_full |
Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_fullStr |
Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_full_unstemmed |
Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_sort |
дослідження взаємодії n–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему |
| title_alt |
A study on the interaction of N–acetylneyramic acid with monosaccharides adsorpbted on ultrafine silica surface Изучение взаимодействия N–ацетилнейраминовой кислоты с моносахаридами, адсорбироваными на поверхности высокодисперсного кремнезема |
| description |
Nowadays, it is relevant to study the processes that occur at the boundary of biomolecule (cell)-nanoparticle phase distribution. There is a growing interest in studying the interaction of ultrafine silica (UFC) with saccharides, in particular glucose and fructose, as well as with N-acetylneuraminic acid (NANA) (which is а part of the body’s cell membrane), for further creation of nanocomposites with biomolecules to use in biological systems. Using the density functional theory method (DFT) within the polarization continuum model (PCM), the interaction peculiarities of monosaccharides with silica surface were examined and the influence of the NANA molecule on this process was determined. The results of the analysis of quantum chemical calculations indicate that glucose and fructose can be used as modifiers for NANA adsorption. The molecules of these carbohydrates are related to silica surface and form a complex with N-acetylneuraminic acid. It is found that hydrogen bonds between hydroxyl groups of carbohydrates and silanol groups of the UFC surface play a major part in the formation of intermolecular complexes. The calculations show that the adsorption of monosaccharides on silica surface is possible considering their location, and it also depends on how to carry out the adsorption. That is, whether the adsorption of saccharides and then of NANA, or the adsorption from monosaccharides-NANA solution on silica surface is sequential. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/560 |
| work_keys_str_mv |
AT ushakovalm astudyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT demianenkoem astudyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT teretsmi astudyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT lobanovvv astudyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT kartelnt astudyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT ushakovalm izučenievzaimodejstviânacetilnejraminovojkislotysmonosaharidamiadsorbirovanyminapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT demianenkoem izučenievzaimodejstviânacetilnejraminovojkislotysmonosaharidamiadsorbirovanyminapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT teretsmi izučenievzaimodejstviânacetilnejraminovojkislotysmonosaharidamiadsorbirovanyminapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT lobanovvv izučenievzaimodejstviânacetilnejraminovojkislotysmonosaharidamiadsorbirovanyminapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT kartelnt izučenievzaimodejstviânacetilnejraminovojkislotysmonosaharidamiadsorbirovanyminapoverhnostivysokodispersnogokremnezema AT ushakovalm doslídžennâvzaêmodíínacetilnejramínovoíkislotizmonosaharidamiadsorbovaniminapoverhnívisokodispersnogokremnezemu AT demianenkoem doslídžennâvzaêmodíínacetilnejramínovoíkislotizmonosaharidamiadsorbovaniminapoverhnívisokodispersnogokremnezemu AT teretsmi doslídžennâvzaêmodíínacetilnejramínovoíkislotizmonosaharidamiadsorbovaniminapoverhnívisokodispersnogokremnezemu AT lobanovvv doslídžennâvzaêmodíínacetilnejramínovoíkislotizmonosaharidamiadsorbovaniminapoverhnívisokodispersnogokremnezemu AT kartelnt doslídžennâvzaêmodíínacetilnejramínovoíkislotizmonosaharidamiadsorbovaniminapoverhnívisokodispersnogokremnezemu AT ushakovalm studyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT demianenkoem studyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT teretsmi studyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT lobanovvv studyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface AT kartelnt studyontheinteractionofnacetylneyramicacidwithmonosaccharidesadsorpbtedonultrafinesilicasurface |
| first_indexed |
2025-07-22T19:34:05Z |
| last_indexed |
2025-07-22T19:34:05Z |
| _version_ |
1844168293916606464 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5602022-06-29T10:02:21Z A study on the interaction of N–acetylneyramic acid with monosaccharides adsorpbted on ultrafine silica surface Изучение взаимодействия N–ацетилнейраминовой кислоты с моносахаридами, адсорбироваными на поверхности высокодисперсного кремнезема Дослідження взаємодії N–aцетилнейрамінової кислоти з моносахаридами, адсорбованими на поверхні високодисперсного кремнезему Ushakova, L. M. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Lobanov, V. V. Kartel, N. T. glucose fructose silica surface adsorption density functional theory method cluster approach глюкоза фруктоза поверхность кремнезема адсорбция метод теории функционала плотности кластерное приближение глюкоза фруктоза поверхня кремнезему адсорбція метод теорії функціоналу густини кластерне наближення Nowadays, it is relevant to study the processes that occur at the boundary of biomolecule (cell)-nanoparticle phase distribution. There is a growing interest in studying the interaction of ultrafine silica (UFC) with saccharides, in particular glucose and fructose, as well as with N-acetylneuraminic acid (NANA) (which is а part of the body’s cell membrane), for further creation of nanocomposites with biomolecules to use in biological systems. Using the density functional theory method (DFT) within the polarization continuum model (PCM), the interaction peculiarities of monosaccharides with silica surface were examined and the influence of the NANA molecule on this process was determined. The results of the analysis of quantum chemical calculations indicate that glucose and fructose can be used as modifiers for NANA adsorption. The molecules of these carbohydrates are related to silica surface and form a complex with N-acetylneuraminic acid. It is found that hydrogen bonds between hydroxyl groups of carbohydrates and silanol groups of the UFC surface play a major part in the formation of intermolecular complexes. The calculations show that the adsorption of monosaccharides on silica surface is possible considering their location, and it also depends on how to carry out the adsorption. That is, whether the adsorption of saccharides and then of NANA, or the adsorption from monosaccharides-NANA solution on silica surface is sequential. Сегодня одним из актуальных направлений исследований является исследование процессов, которые проходят на границе распределения фаз: биомолекула (клетка)-наночастица. Стоит обратить внимание на изучение взаимодействия высокодисперсного кремнезема с сахаридами, например, с глюкозой и фруктозой, а также с N-ацетилнейраминовой кислотой (NANA) (которая имеется в составе клеточной мембраны организма), для дальнейшего получения нанокомпозитов с биомолекулами для использования их в биотехнологиях. Методом теории функцоинала плотности (DFT) в рамках модели поляризационного континуума РСМ было исследовано особенности взаимодействия моносахаридов с поверхностью кремнезема, также изучили влияние на этот процесс молекулы NANA. Результаты анализа квантовохимических расчетов показывают, что глюкозу и фруктозу можна использовать в качестве модификаторов для адсорбции NANA. Молекулы этих углеводов родственны поверхности кремнезема и могут создавать комплекс с N-ацетилнейраминовой кислотой. Было показано, что водородные связи между гидроксильными группами углеводов и силанольными группами ВДК играют главную роль при образовании межмолекулярных комплексов. Расчеты, которые были проведены, показывают, что адсорбция моносахаридов на поверхности крменезема возможна, но стоит учитывать их размещение, а также зависит от метода проведения адсорбции. Возможна последовательная адсорбция сахаридов, а потом NANА, или адсорбция из раствора моносахаридов и NANA на поверхности кремнезема. На сьогоднішній день актуальними є дослідження процесів, що відбуваються на межі поділу фаз біомолекула (клітина) - наночастинка. Цікавим є вивчення взаємодії високодисперсного кремнезему з сахаридами, зокрема глюкозою і фруктозою, а також з N-ацетилнейраміновою кислотою (NANA) (яка є в складі клітинної мембрани організму), для подальшого створення нанокомпозитів із біомолекулами для застосування їх в біологічних системах. Методом теорії функціоналу густини (DFT) в межах моделі поляризаційного континууму РСМ були досліджені особливості взаємодії моносахаридів з поверхнею кремнезему та з’ясований вплив на цей процес молекули NANA. Результати аналізу квантовохімічних розрахунків свідчать, що глюкоза і фруктоза можуть використовуватись як модифікатори для адсорбції NANA. Молекули цих вуглеводів споріднені до поверхні кремнезему та створюють комплекс з N-ацетилнейраміновою кислотою. Встановлено, що водневі зв’язки між гідроксильними групами вуглеводів і силанольними групами поверхні ВДК відіграють основну роль в утворенні міжмолекулярних комплексів. Проведені розрахунки показують, що адсорбція моносахаридів на поверхні кремнезему можлива, якщо враховувати їх розташування, а також залежить від того, яким чином проводити адсорбцію. Тобто, чи послідовна адсорбція сахаридів, а потім NANA, чи адсорбція із розчину моносахаридів-NANA на поверхні кремнезему. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2020-09-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/560 10.15407/hftp11.03.420 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 11 No. 3 (2020): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 420-428 Химия, физика и технология поверхности; Том 11 № 3 (2020): Химия, физика и технология поверхности; 420-428 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 11 № 3 (2020): Хімія, фізика та технологія поверхні; 420-428 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp11.03 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/560/563 Copyright (c) 2020 L. M. Ushakova, E. M. Demianenko, M. I. Terets, V. V. Lobanov, N. T. Kartel |