항암제 전달을 위한 나노캐리어로서의 포르피린 기반 COF에 대한 종합적인 계산 조사: 결합된 MD 시뮬레이션 및 DFT 계산

나노물질이 약물 전달 기술에서 중요성을 얻음에 따라, 실험적 테스트 전에 계산 방법을 통해 그 가능성을 탐색하는 것이 유익합니다. 본 연구에서는 포르피린 기반 공유 유기 프레임워크 COF-366의 두 가지 항암제인 이리노테칸(IRI)과 독소루비신(DOX)을 위한 나노캐리어로서의 능력을 평가하는 것을 목표로 합니다. COF 표면에서 약물 분자의 최적 결합 구조는 분자 도킹을 사용하여 예측되었습니다. 이후, 분자 동역학 시뮬레이션(MD)을 수행하여 수용액 환경에서 COF에 대한 약물 분자의 흡착 메커니즘을 평가했습니다. DOX와 IRI의 흡착 자유 에너지는 각각 -20.07 및 -23.89 kcal/mol로 추정되었습니다. 두 약물의 COF 표면에 대한 흡착은 주로 π-π 상호작용에 의해 영향을 받습니다. Furthermore, 밀도 함수 이론(DFT) 계산, 천연 결합 오르비탈(NBO), 그리고 분자 내 원자의 양자 이론(QTAIM) 분석을 통해 Drug@COF 복합체의 구조적 안정성을 조사하고 분자 수준에서 이들 간의 상호작용을 상세히 이해했습니다. DFT 결과에 따르면, π-π 상호작용 외에도 바이스-피페리딘-페닐 상호작용이 COF 표면에서 IRI의 흡착에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 또한, COF 기공 내 약물 분자의 확산 행동은 10층 COF를 사용하여 시뮬레이션되었습니다. 평균 제곱 변위 분석에 따라, COF 기공 내 DOX와 IRI의 확산 계수는 각각 108 및 97 um으로 계산되었습니다.