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.

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.
S.
Lijima
,
Nature
354
,
56
(
1991
).
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
).
You do not currently have access to this content.