Delicate Balance of Non‐Covalent Forces Govern the Biocompatibility of Graphitic Carbon Nitride towards Genetic Materials

石墨氮化碳 生物相容性 共价键 纳米技术 氮化碳 碳纤维 材料科学 氮化物 化学 化学工程 复合材料 复合数 催化作用 有机化学 冶金 工程类 图层(电子) 光催化
作者
Titas Kumar Mukhopadhyay,Ayan Datta
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:21 (16): 1836-1846 被引量:13
标识
DOI:10.1002/cphc.202000385
摘要

Despite a plethora of suggested technological and biomedical applications, the nanotoxicity of two-dimensional (2D) graphitic carbon nitride (g-C3 N4 ) towards biomolecules remains elusive. To address this issue, we employ all-atom classical molecular dynamics simulations and investigate the interactions between nucleic acids and g-C3 N4 . It is revealed that, toxicity is modulated through a subtle balance between electrostatic and van der Waals interactions. When the exposed nucleobases interact through predominantly short-ranged van der Waals and π-π stacking interactions, they get deviated from their native disposition and adsorb on the surface, leading to loss of self-stacking and intra-quartet H-bonding along with partial disruption of the native structure. In contrast, for the interaction with double-stranded structures of both DNA and RNA, long-range electrostatics govern the adsorption phenomena since the constituent nucleobases are relatively concealed and wrapped, thereby resulting in almost complete preservation of the nucleic acid structures. Construction of free energy landscapes for lateral translation of adsorbed nucleic acids suggests decent targeting specificity owing to their restricted movement on g-C3 N4 . The release times of nucleic acids adsorbed through predominant electrostatics are significantly less than those adsorbed through stacking with the surface. It is therefore proposed that g-C3 N4 would induce toxicity towards any biomolecule having bare residues available for strong van der Waals and π-π stacking interactions relative to those predominantly interacting through electrostatics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
123完成签到,获得积分10
1秒前
153266916完成签到 ,获得积分10
1秒前
荣幸完成签到 ,获得积分10
1秒前
dahong完成签到 ,获得积分10
4秒前
rsdggsrser完成签到 ,获得积分10
4秒前
MLJ完成签到 ,获得积分10
5秒前
CHANG完成签到 ,获得积分10
6秒前
伊笙完成签到 ,获得积分0
7秒前
butaishao完成签到,获得积分10
12秒前
森山完成签到,获得积分10
12秒前
yingtiao完成签到 ,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
危机的秋双完成签到 ,获得积分10
19秒前
24秒前
左婷完成签到 ,获得积分10
26秒前
WangJL完成签到 ,获得积分10
32秒前
丘比特应助夏夏采纳,获得10
37秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
38秒前
xiaofan完成签到,获得积分10
39秒前
幽默滑板完成签到 ,获得积分10
45秒前
shilly完成签到 ,获得积分10
49秒前
无幻完成签到 ,获得积分10
58秒前
59秒前
cdercder完成签到,获得积分0
1分钟前
鲤鱼听荷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
sky发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
淡然的剑通完成签到 ,获得积分10
1分钟前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
安安完成签到,获得积分10
1分钟前
庚朝年完成签到 ,获得积分10
1分钟前
南宫士晋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Zhao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
奋斗诗云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阳炎完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Immunobiology Second Edition 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5584832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4668720
关于积分的说明 14771614
捐赠科研通 4615564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2530253
邀请新用户注册赠送积分活动 1499111
关于科研通互助平台的介绍 1467575