碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算（英文）

发布时间：2017-11-27 11:25

  本文关键词：碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算（英文）

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【摘要】：DNA是大部分生物包括病毒的基因载体。DNA双螺旋链通过A=T和G≡C两种碱基对编码实现对遗传信息的存储。碱基对中的相互作用对DNA双螺旋链的稳定性起到重要作用,直接关系到基因的复制和转录。当前研究中,我们构建了四组不同结构的DNA双螺旋链,进行了总共4.3μs的分子动力学模拟。通过伞形取样技术计算了DNA双螺旋链中碱基对分离的自由能曲线,并从分子尺度细节和相互作用能对自由能曲线进行解析。在碱基对G≡C的自由能曲线(PMF-PGC)上观察到三个峰,通过监测氢键数目的变化发现分别对应于G≡C三个氢键的断裂;而在A=T的自由能曲线(PMF-PAT)上只出现一个峰,说明A=T的两个氢键在分离过程中几乎同时断裂。PMF-PGC的总能垒比PMF-PAT高,主要是因为G≡C比A=T多一个氢键,更稳定。两条曲线的后段自由能仍然升高,而此时碱基对的氢键已断裂,这是DNA链骨架刚性所导致。我们还研究了碱基对稳定性受相邻碱基对的影响,发现邻近G≡C碱基对会增强A=T的稳定性,C≡G会削弱A=T的稳定性,T=A对A=T的影响较小。
【作者单位】： 四川师范大学化学与材料科学学院;中国科学院理论物理研究所 理论物理国家重点实验室;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(11405113) Science and Technology Plan of Sichuan Province;China(2010JY0122) Science Research Fund of Sichuan Normal University;China(10MSL02)~~
【分类号】：Q503;O641.3
【正文快照】： 1 IntroductionDNA duplexes are double-stranded DNA(ds DNA),in whichtwo complementary nucleic acid strands are combined into onehelix.DNA is the primary genetic material for biological objects.The studies on its structures and functions are the basis of e

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