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Alternative Title: Study on the Cytotoxicity of Graphene for Blood-Coagulation Protein and Cadherin-Catenin Complex Using Molecular Dynamics Simulation

Abstract: 그래핀은 탄소 원자들이 벌집 격자로 2차원 평면을 이루는 특별한 구조를 가지고 있다. 이러한 구조에서부터 나오는 높은 물리적 강도, 우수한 열전도성 그리고 빠른 전자 전달 등의 뛰어난 특성들을 이용해 그래핀은 생물의약품, 의료산업, 전자제품, 탄소섬유분야 등에서 널리 사용된다. 하지만 최근, 그래핀의 다양한 이점들에도 불구하고 살아있는 세포에서 그래핀이 세포독성을 야기한다는 것이 보고되었다. 그래핀 세포독성의 메커니즘은 아직 규명되지 않은 체로 숙제로 남아있다. 우리는 그래핀이 가지는 성질 중에서 소수성에 주목하고, 소수성 생체 분자인 지질 막에 대한 그래핀의 세포 독성 메커니즘을 분자 동역학 시뮬레이션을 이용하여 밝히려 한다. 이 논문에서 지질 막에 존재하는 혈액응고 단백질에 대한 그래핀의 영향을 연구하였으며, 결과를 통해 그래핀의 세포독성에 대한 메커니즘을 규명하였다. 또한 우리는 막 관통 당 단백질에 속하는 classical cadherin 계열의 구성원 인 E-cadherin에 대한 그래핀의 세포 독성에 대해 간략하게 논의한다.

URI: https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/14072
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000010616

Table Of Contents: 1 Introduction 1
1.1 Graphene & cytotoxicity 1
1.2 Tissue factor and factor VIIa 4
1.3 E-cadherin 7
2 Method 12
2.1 Molecular Dynamics Simulation 12
2.1.1 Force field 13
2.1.2 Molecular dynamics simulation and Ensemble 22
2.1.3 Verlet algorithm 26
2.2 Homology modeling 27
2.2.1 Homology modelling of E-cadherin ecto domains 31
2.2.2 Modeling of missing residues in JMD core 33
2.2.3 Modeling of -catenin & CBD 41
3 Results 48
3.1 Cytotoxicity of graphene nanosheet 48
3.1.1 Influence of graphene to lipid membrane 50
3.1.2 Influence of graphene to TF/FVIIa binary complex 58
3.2 Homology modeling of cadherin-catenin complex system 67
3.2.1 Extracellular domain 67
3.2.2 p120-catenin and JMD core region 70
3.2.3 β-catenin and catenin binding domain 73
3.2.4 Full structure of cadherin-catenin complex 75
4 Conclusions 77

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