分會

第三十九分會：生物物理化學(xué)

摘要

研究裸露的DNA分子的物理性質(zhì)是加深從分子層面認(rèn)識染色體組織結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵一步。而大部分關(guān)于DNA-DNA相互作用的認(rèn)識主要來自體外實(shí)驗(yàn)。受到空間和時間尺度的限制，實(shí)驗(yàn)無法確定DNA聚集過程中粒子的具體位置和相互作用。因此通過理論計算來模擬DNA分子的聚集給從分子尺度認(rèn)識其機(jī)制提供了條件。本文旨在通過使用分子動力學(xué)模擬的方法來模擬胞嘧啶-鳥嘌呤寡核苷酸（CpG）在存在一定濃度無機(jī)離子的水溶液中的聚集。并通過分析加入不同氨基酸對其分相產(chǎn)生的影響來研究DNA分子片段間的相互作用。本文通過自主編寫程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。并通過對模擬體系中的各種粒子間徑向分布函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計計算，對CpG分子聚集形成的團(tuán)簇從拓?fù)浜蛶缀谓Y(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行詳細(xì)的分析，對CpG分相過程中的能量進(jìn)行分解和研究團(tuán)簇的動力學(xué)信息來增強(qiáng)對體系的認(rèn)識。本文研究發(fā)現(xiàn)在加入精氨酸的體系中，CpG聚集能力減弱且分相不徹底，團(tuán)簇內(nèi)部分子運(yùn)動受到阻礙較少。本文認(rèn)為這主要是由于精氨酸在CpG團(tuán)簇中較強(qiáng)的溶解能力導(dǎo)致的。溶解的精氨酸使得CpG相與水相分離不徹底、團(tuán)簇內(nèi)部CpG分子間堿基堆疊和氫鍵相互作用減弱。含有賴氨酸的體系與精氨酸體系表現(xiàn)相反，這主要是由于賴氨酸只在CpG團(tuán)簇表面吸附，使得CpG與水分子的作用下降而進(jìn)一步分相造成的。此外，本文還發(fā)現(xiàn)CpG在水溶液中的自發(fā)聚集從能量上講主要是由CpG分子間的范德華作用以及無機(jī)陽離子與CpG的靜電作用造成的。CpG的聚集趨勢隨溫度升高而增強(qiáng)。以上這些發(fā)現(xiàn)能使人們對DNA聚集過程的認(rèn)識更加深刻。

關(guān)鍵詞

分子動力學(xué)模擬;分相;CpG;團(tuán)簇分析

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