耗散粒子动力学方法在生物学领域的应用与研究进展:从蛋白质结构到细胞力学

耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics, DPD)是近年发展起来的一种介观尺度的数值模拟方法,是研究软物质和复杂流体动力学行为的一种重要手段.这种新型介观模拟方法采用粗粒化粒子模型描述具有关联性的原子团或物质团,并通过简单的软排斥作用力描述粗粒化粒子间的相互作用,从而实现更大时间和空间尺度的复杂系统模拟计算,如油/水/表面活性剂体系、聚合物和胶体溶液的化学形态、微观形貌、相分离以及复杂流体流变特性的模拟等.本文首先介绍了DPD方法的理论框架,继而详细综述了DPD方法在生物系统中的应用.具体地,在分子尺度,我们重点介绍了该方法在蛋白质结构及其相互作用、两亲性脂质分子膜的结构与动力学、脂质膜与蛋白分子相互作用、纳米颗粒与脂质膜相互作用等方面的研究现状和研究热点.在细胞尺度,我们归纳了DPD方法在模拟血液微循环系统中血细胞的流动和血液流变学行为等方面的应用进展,包括红细胞的变形及流动,白细胞边聚及黏附行为,血小板边聚、黏附及聚集行为,健康与疾病状态下血液流变学特征,循环肿瘤细胞迁移、黏附及分选富集等.此外,我们总结了用于模拟血细胞变形及血液流动的其他数值模...     

马齿苋提取物对鲜切苹果褐变的影响

酶促褐变是影响鲜切果蔬品质及商业价值的关键问题之一。为探究马齿苋提取物在果蔬保鲜方面的应用价值,以鲜切苹果为研究材料,采用质量分数0.05%马齿苋提取物溶液浸泡鲜切苹果5min,在(4±1)℃存放8d。以鲜切苹果的褐变指数、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活力、过氧化氢酶(catalase,CAT)活力、过氧化物酶(peroxidase,POD)活力、丙二醛(malondiadehyde,MDA)含量、抗坏血酸含量以及DPPH自由基清除能力为评价指标,分析马齿苋提取物对鲜切苹果褐变及贮藏品质的影响。结果表明:与蒸馏水对照组相比,马齿苋提取物溶液处理能有效抑制鲜切苹果的褐变程度,在降低POD、PPO和PAL活力方面也有明显效果,能够在保证膜完整性的基础上减少细胞膜出现的损伤。相关性分析表明:鲜切苹果的褐变指数与CAT活力、抗坏血酸含量、DPPH自由基清除能力呈现极显著负相关(P<0.01),与MDA含量、PPO活力、POD活力、总酚含量呈极显著正相关(P<0.01)。马齿苋提取物溶液处理的鲜切苹果抗褐变效果较好,同时贮藏后鲜切苹果的抗氧化能力也有一定提高。