Graphene is a nanomaterial that is widely used in electronics, biomedicine, and drug-delivery systems. Although it has many industrial applications, the cytotoxicity of graphene has not been sufficiently studied. In this study, the authors used molecular dynamics simulation to investigate how a graphene nanosheet affects a blood-coagulation protein, namely, a tissue factor/FVIIa binary complex bound to a lipid bilayer membrane, in a 4:1 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine/1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phospho-l-serine lipid bilayer mixture. Based on the results, the authors suggest a mechanism for the cytotoxicity of graphene nanosheets to blood-coagulation protein at the molecular level.
References
1.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Jiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).2.
Y.
Zhang
, Y.-W.
Tan
, H. L.
Stromer
, and P.
Kim
, Nature
438
, 201
(2005
).3.
4.
H. W.
Kroto
, J. R.
Heath
, S. C.
O'Brien
, R. F.
Curl
, and R. E.
Smalley
, Nature
318
, 162
(1985
).5.
Q.
Zhao
, M. B.
Nardelli
, and J.
Bernholc
, Phys. Rev. B
65
, 144105
(2002
).6.
C.
Lee
, X.
Wei
, J. W.
Kysar
, and J.
Hone
, Science
321
, 385
(2008
).7.
M.-F.
Yu
, O.
Lourie
, M. J.
Dyer
, K.
Moloni
, T. F.
Kelly
, and R. S.
Ruoff
, Science
287
, 637
(2000
).8.
S. V.
Morozov
, K. S.
Novoselov
, M. I.
Katsnelson
, F.
Schedin
, D. C.
Elias
, J. A.
Jaszczak
, and A. K.
Geim
, Phys. Rev. Lett.
100
, 016602
(2008
).9.
R. R.
Nair
, P.
Blake
, A. N.
Grigorenko
, K. S.
Novoselov
, T. J.
Booth
, T.
Stauber
, N. M. R.
Peres
, and A. K.
Geim
, Science
320
, 1308
(2008
).10.
G.
Cao
, X.
Calderon-Colon
, L.
Burk
, Y. Z.
Lee
, S.
Sultanab
, J.
Lu
, and Otto
Zhou
, Proc. SPIE
7258
, 7258
Q (2009
).11.
K. S.
Kim
et al., Nature
457
, 706
(2009
).12.
A.
Bianco
, K.
Kostarelos
, and M.
Prato
, Curr. Opin. Chem. Biol.
9
, 674
(2005
).13.
N.
Mohanty
and V.
Berry
, Nano Lett.
8
, 4469
(2008
).14.
W.
Hong
, H.
Bai
, Y.
Xu
, Z.
Yao
, Z.
Gu
, and G.
Shi
, J. Phys. Chem. C
114
, 1822
(2010
).15.
G. V.
Coles
, Nature
359
, 99
(1992
).16.
P.
Wick
, P.
Manser
, L. K.
Limbach
, U.
Dettlaff-Weglikowska
, F.
Krumeich
, S.
Roth
, W. J.
Stark
, and A.
Bruinink
, Toxicol. Lett.
168
, 121
(2007
).17.
M.
Davoren
, E.
Herzog
, A.
Casey
, B.
Cottineau
, G.
Chambers
, H. J.
Byrne
, and F. M.
Lyng
, Toxicol. In Vitro
21
, 438
(2007
).18.
Y.
Zhang
, S. F.
Ali
, E.
Dervishi
, Y.
Xu
, Z.
Li
, D.
Casciano
, and A. S.
Biris
, ACS Nano
4
, 3181
(2010
).19.
C.-W.
Lam
, J. T.
James
, R.
McCluskey
, and R. L.
Hunter
, Toxicol. Sci.
77
, 126
(2004
).20.
D. B.
Warheit
, B. R.
Laurence
, K. L.
Reed
, D. H.
Roach
, G. A. M.
Reynolds
, and T. R.
Webb
, Toxicol. Sci.
77
, 117
(2004
).21.
R. D.
Poland
, I.
Kinloch
, A.
Maynard
, W. A. H.
Wallace
, A.
Seaon
, V.
Stone
, S.
Brown
, W.
MacNee
, and K.
Donaldson
, Nat. Nanotechnol.
3
, 423
(2008
).22.
A.
Erdely
et al., Nano Lett.
9
, 36
(2009
).23.
C. T.
Esmon
, Thromb. Res.
114
, 321
(2004
).24.
W.
Humphrey
, A.
Dalke
, and K.
Schulten
, J. Mol. Graphics
14
, 33
(1996
).25.
C. J.
Lee
, S.
Wu
, L. J.
Bartolotti
, and L. G.
Pedersen
, J. Thromb. Haemostasis
20
, 2402
(2012
).26.
J. C.
Phillips
et al., J. Comput. Chem.
26
, 1781
(2005
).27.
A. D.
MacKerell
, Jr., N.
Banavali
, and N.
Foloppe
, Biopolymers
56
, 257
(2001
).28.
A. D.
MacKerell
, Jr., M.
Feig
, and C. L.
Brooks
III, J. Comput. Chem.
25
, 1400
(2004
).29.
W. L.
Jorgensen
, J.
Chandrasekhar
, J. D.
Madura
, R. W.
Impey
, and M. L.
Klein
, J. Chem. Phys.
79
, 926
(1983
).30.
T.
Darden
, D.
York
, and L. G.
Pedersen
, J. Chem. Phys.
98
, 10089
(1993
).31.
Y.
Tu
et al., Nat. Nanotechnol.
8
, 594
(2013
).32.
C. D.
MaCallum
, B.
Su
, P. F.
Neuenschwaner
, J. H.
Morrissey
, and A. E.
Johnson
, J. Biol. Chem.
272
, 30160
(1997
).33.
E. K.
Waters
, S.
Yegneswaran
, and J. H.
Morrissey
, J. Biol. Chem.
281
, 26062
(2006
).34.
N.
Mackman
, Anesth. Analg.
108
, 1447
(2009
).© 2017 American Vacuum Society.
2017
American Vacuum Society
You do not currently have access to this content.