نانولوله های کربنی به دلیل زیست سازگار بودن در دارورسانی هوشمند به کار می روند. با این حال، به دلیل ماهیت غیرقطبی این ترکیبات به کارگیری آنها در محیط درون تنی محدودیت دارد. برای رفع این محدودیت از عامل دارکردن نانولوله ها استفاده می شود. از ترکیبات زیستی مثل اسیدهای نوکلئیک برای عامل دار کردن نانولوله ها استفاده می شود. درک مکانیسم برهم کنش نانولوله با ترکیبات زیستی می تواند به دارورسانی هوشمند کمک کند. در این تحقیق، برهم کنش چهار همودکاپلیمر از بازهای آلی آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین با نانولوله کربنی به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی و تئوری تابعی چگالی مطالعه شد. فاصله ی دو انتهای هر همودکاپلیمر و تعداد اتم هایی از حلقه های بازهای آلی همودکاپلیمرها محاسبه شد. از این دو کمیت برای محاسبه ی احتمال حضور سیستم در حالت های مختلف استفاده شد. سپس، با استفاده از احتمالات محاسبه شده انرژی آزاد گیبس برای هر برهم کنش محاسبه شد. نتایج نشان می دهد همودکاپلیمرهای پورینی دور نانولوله کربنی را احاطه می کنند در حالیکه همودکاپلیمرهای پیریمیدینی روی سطح نانولوله قرار می گیرند. تعداد منومرهای با برهم کنش π-π در همودکاپلیمر گوانین دار 4، آدنین دار 3، سیتوزین و تیمین دار 2 به دست آمد. Manuscript profile

This study aimed to enhance our understanding of short single-stranded DNA (ssDNA) to facilitate the development of novel DNA-based biosensors-biocatalyst. A 10-base ssDNA model was constructed based on the 130-145 codon sequence of the p53 gene, a key tumor suppressor gene. By employing molecular dynamics (MD) simulations, we delved into the thermodynamic properties and equilibrium states of the ssDNA system, unveiling crucial insights into its behavior. Various macroscopic observables were investigated during the MD simulations, including temperature, energy distributions, and the root mean square deviation (RMSD) of the ssDNA's nucleic acid backbone. The structural model of the ssDNA was meticulously constructed using the AMBER program, ensuring accuracy and reliability. Subsequently, atomistic MD simulations were conducted in three different ensembles utilizing the Gromacs program. The microcanonical, canonical, and isobaric-isothermal ensembles were employed to compare and contrast the equilibrium characteristics of the ssDNA in aqueous solutions. The choice of ensemble played a decisive role in capturing the dynamic equilibrium and conformational behavior of the ssDNA system. The distribution of energy, encompassing both kinetic and potential energy, provided valuable insights into the establishment of thermodynamic equilibrium. Fluctuations in temperature and total energy underscored the finite nature of the system, while the average kinetic energy confirmed the attainment of physiological temperature. Furthermore, the RMSD analysis shed light on the conformational stability of the ssDNA, with both NVT and NPT ensembles exhibiting stable conformational states under their respective thermodynamic conditions. These findings emphasize the intricate interplay between thermodynamic conditions and the conformational flexibility of ssDNA. Manuscript profile