Complexes formed between polyelectrolyte and acetylated cationic dendrimers

Date
2022-12-17
Authors
Raghad Abdalmuiz Daoud Natsha
رغد عبد المعز داوود نتشه
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
لقد تمت دراسة نموذج نظري جديد استنادا على نتائج سابقة، بحيث يتم استخدام نوع من أنواع البوليمرات يسمى بالديندريمر على اعتباره كرة قابلة للإختراقمن قبل الأيونات المحيطة به بحيث يتفاعل بدوره مع نموذج للحمض النووي يسمى بال (LPE chain). يكون هذا الديندريمر معرض لعامل خارجي بحيث يتم وضعه بمحلول يحتوي علىمجموعات الأسيتل وتسمى هذه العملية بال acetylation))، مما يؤدي الى انكماش هذا الديندريمر بحيث يقل التنافر الناتج عن الشحنة الموجبة لتفرعات الديندريمر من خلال تفاعلها مع شحنات سالبة من مجموعات الاسيتيل ما يسمى بال (overcharging). مما ادى الى نقصان في قطر الديندريمر وشحنته وهذا ما تم استخدامه لبناء نتائج جديدة. لقد وجد أن مع زيادة نسبة ال acetylation وبالتالي نقصان قطر الديندريمر وشحنته فإن الجزء الملتف حول الديندريمر يقل وبالتالي عدد الشحنات السالبة ( (condensed monomersلل LPE chain حول الديندريمر ستقل أيضا. في حال كانت نسبة ال acetylation صفر بالمئة، تمت دراسة تأثير طول ال(LPE chainالمرن )على شكل وارتباط هذا المركب المكون من الديندريمر وال LPE chain بحيث أن طول الجزء الملتف وعدد الشحنات السالبة وأيضا درجة الإلتفاف لل LPE chain حول الديندريمر تأثرت بزيادة طول ال LPE chain. بداية، نسبة الجزء الملتف حول الديندريمرإلى طول ال LPE chain ستقل، أما بالنسبة لعدد الشحنات السالبة ودرجة الإلتفاف لل LPE chain كلاهما سيزداد مع زيادة طول الLPE chain. وتم إيجاد أن مع زيادة ال LPE chainفإن الجزء الملتف حول الديندريمر سيزيد وبالتالي زيادة في طول الجزء من ال LPE chain الذي يربط بين كرتين أو أكثرمن الديندريمر ما يسمى ب اlinker)).
Gene therapy has received a lot of attention over the past two decades since research efforts are presently concentrated on developing effective carrier vectors for gene therapy that effectively condense and preservedeoxyribonucleic acid(DNA). The complexation of negatively charged linear polyelectrolyte chain (LPE) and acetylated dendrimer has been investigated using the penetrable sphere model developed by Qamhieh et al. describing the interaction between linear polyelectrolyte (LPE) chain and ion-penetrable. In this research, we examined the effects of two factors on the complexes formed: the acetylation percentage of the dendrimer and the length of the LPE chain. The complexes formed by the poly (amido amine) (PAMAM) dendrimer of generation 5 and (DNA) are studied for three different DNA lengths: L = 90 nm of 265; L = 184 nm of 541 bp; and L = 680 nm of 2000 bp. As a result, for polyelectrolyte(PE) – single dendrimer complexes,as the acetylationpercentage increases,the ratio of optimal length to the length of LPE and condensed monomers around the acetylated dendrimer decreased. Also, by increasing the acetylation percentage, the complexes with lengths of 90 nm for both single strand-DNAand double strand-DNA, have negative net charges, which get more negative asdendrimer radius decreases. For the length of 184 nm from 30% to 100% acetylation, and for the length of 680 nm from 0% to 90% acetylation, in the case of ssDNA and dsDNA, the net charge is negative and decreases in negativity.For PE – two dendrimer complexes, the net charge of the complexes with lengths of 90 and 184 nm of both ssDNA and dsDNA is negative and increases in negativity by increasing acetylation. For the complexes using a length of 680 nm, in the case of ssDNA and dsDNA, it was shown that the net charge of the complexes decreased in its negative charge by increasing acetylation. For these two types of complexes, the optimal length of all used lengths, decreases significantly with increasing acetylation. While the number of turns of the ss and ds LPE chains with a length of 680 nm around the acetylated dendrimer decreased considerably, the number of turns of the shorter 90 and 184 nm for both single strand and double strand LPE chains remained relatively constant. For a system with multiple dendrimers, at different acetylation percentages, the optimal length decreases with increasing acetylation, which in turn increases the linker length. While at zero-acetylation percentage, the ratio of optimal length wrapping around the dendrimer to the length of LPE decreases as the chain length increases, while theoptimal length, the linker length, the condensed monomers, and the number of turns around the dendrimer increase with increasing LPE chain length. These factors' impact on complex formation varies depending on the dendrimer's radius, charge, and core type (ammonia or ethylenediamine cored dendrimers). In this study, it is demonstrated that the created model is fit for explaining the complexation between the LPE and the dendrimer.
Description
Keywords
Citation
Natsha، Raghad Abdalmuiz. (2022). Complexes formed between polyelectrolyte and acetylated cationic dendrimers [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس. https://arab-scholars.com/505afe