| 碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算 |
| |
| 引用本文： | 伍绍贵,冯丹.碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算[J].物理化学学报,2016,32(5):1282-1288. |
| |
| 作者姓名： | 伍绍贵 冯丹 |
| |
| 作者单位： | 1 四川师范大学化学与材料科学学院,成都6100682 中国科学院理论物理研究所,理论物理国家重点实验室,北京100190 |
| |
| 基金项目： | 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) |
| |
| 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4.3 μs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。
|
| 关 键 词： | 平均力势 氢键 分子动力学模拟 伞形取样 |
| 收稿时间： | 2015-12-16 |
Free Energy Calculation for Base Pair Dissociation in a DNA Duplex |
| |
| Shao-Gui WU,Dan FENG.Free Energy Calculation for Base Pair Dissociation in a DNA Duplex[J].Acta Physico-Chimica Sinica,2016,32(5):1282-1288. |
| |
| Authors: | Shao-Gui WU Dan FENG |
| |
| Institution: | 1. College of Chemistry and Material Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, P. R. China;2. State Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | Potential of mean force Hydrogen bond Molecular dynamics simulation Umbrella sampling |
|
| 点击此处可从《物理化学学报》浏览原始摘要信息 |
| 点击此处可从《物理化学学报》下载免费的PDF全文 |
|
