Molecular Insights into the Binding of Linear Polyethylenimines and Single-Stranded DNA Using Raman Spectroscopy: A Quantitative Approach

拉曼光谱 聚乙烯亚胺 核酸 DNA 氢键 分子动力学 生物物理学 化学物理 化学 聚合物 内化 纳米技术 材料科学 计算化学 分子 基因 生物化学 生物 有机化学 细胞 光学 物理 转染
作者
Rusul Mustafa,Maria Fitian,Nicholas B. Hamilton,Jianing Li,W. Ruchira Silva,David Punihaole
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry B [American Chemical Society]
卷期号:126 (42): 8404-8414 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.jpcb.2c04939
摘要

Establishing how polymeric vectors such as polyethylenimine (PEI) bind and package their nucleic acid cargo is vital toward developing more efficacious and cost-effective gene therapies. To develop a molecular-level picture of DNA binding, we examined how the Raman spectra of PEIs report on their local chemical environment. We find that the intense Raman bands located in the 1400-1500 cm-1 region derive from vibrations with significant CH2 scissoring and NH bending character. The Raman bands that derive from these vibrations show profound intensity changes that depend on both the local dielectric environment and hydrogen bonding interactions with the secondary amine groups on the polymer. We use these bands as spectroscopic markers to assess the binding between low molecular weight PEIs and single-stranded DNA (ssDNA). Analysis of the Raman spectra suggest that PEI primarily binds via electrostatic interactions to the phosphate backbone, which induces the condensation of the ssDNA. We additionally confirm this finding by conducting molecular dynamics simulations. We expect that the spectral correlations determined here will enable future studies to investigate important gene delivery activities, including how PEI interacts with cellular membranes to facilitate cargo internalization into cells.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
凡凡完成签到,获得积分10
刚刚
救救完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
慕青应助dazhu采纳,获得10
1秒前
1秒前
菠萝完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
3秒前
112发布了新的文献求助10
3秒前
张文群发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助exonwei采纳,获得10
3秒前
香蕉觅云应助geeee采纳,获得10
3秒前
Hello应助任性雨柏采纳,获得10
4秒前
苯酚装醇发布了新的文献求助10
4秒前
英姑应助阿巴阿巴采纳,获得10
4秒前
超级的嘉儿完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
赘婿应助Scc采纳,获得10
5秒前
y9gyn_37完成签到,获得积分10
5秒前
勤奋的晓瑶完成签到,获得积分10
5秒前
wanci应助xiuuu采纳,获得10
5秒前
fancy完成签到,获得积分10
6秒前
麻雀完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
酷波er应助tian采纳,获得10
7秒前
浮浮世世应助Marksman497采纳,获得30
7秒前
7秒前
无花果应助wxy采纳,获得10
7秒前
淡然的夜柳应助Marksman497采纳,获得10
7秒前
lx应助Marksman497采纳,获得10
7秒前
淡然的夜柳应助Marksman497采纳,获得10
7秒前
淡然的夜柳应助Marksman497采纳,获得10
8秒前
小付完成签到,获得积分10
8秒前
郑旭辉应助Marksman497采纳,获得10
8秒前
Microwhale应助Marksman497采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6017491
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7602483
关于积分的说明 16156153
捐赠科研通 5165311
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764854
邀请新用户注册赠送积分活动 1746169
关于科研通互助平台的介绍 1635193