《分子擁擠環境下高分子體系的動力學》是依託中國科學技術大學，由羅開富擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分子擁擠環境下高分子體系的動力學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅開富
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
通過理論解析與數值模擬來研究分子擁擠環境下高分子體系的動力學。數值模擬高分子均方位移與時間的標度指數隨分子擁擠尺寸和體積分數的變化規律，揭示僅僅在分子擁擠環境下能否導致亞擴散，並與存在特殊相互作用或固定障礙的情形作對比，加深對在細胞里生物大分子動力學的理解；理論解析和數值模擬大分子穿越納米孔隙進入分子擁擠環境的過程，揭示分子擁擠劑尺寸和體積分數對輸運動力學的影響，加深對在細胞里生物大分子跨膜輸運過程的理解；理論解析和數值模擬在分子擁擠環境下受限於納米通道中的DNA構象轉變與動力學，揭示在臨界體積分數以下分子擁擠環境導致DNA在納米通道中進一步拉長的物理機制，研究在臨界體積分數以上DNA凝聚的動力學；理論解析和數值模擬分子擁擠環境對擴散限制雙分子反應動力學的影響，揭示反應速率與分子擁擠劑尺寸和體積分數之間的關係，討論分子擁擠環境下蛋白質與DNA相互作用機制，加深對細胞內基因調控的理解。
結題摘要
本項目通過理論解析和數值模擬來研究分子擁擠環境下高分子體系的動力學。擁擠環境的產生包括體系內其他分子產生的擁擠和高分子鏈本身在受限環境下或在發生塌縮時產生的鏈段間擁擠。按照研究計畫，完成的工作要點如下：（1）研究了分子擁擠環境下蛋白質與DNA的相互作用機制，包括DNA結合蛋白搜尋靶向位點，類組蛋白結合效應下的細菌染色體鏈分離。同時我們研究了高分子在劣溶劑中鏈塌縮時產生的鏈段間擁擠對其環化動力學的影響。（2）我們研究了擁擠劑大小以及體積分數對大分子穿孔動力學的影響。同時，高分子鏈穿越納米孔進入受限空間時，會在受限空間內形成廣義的擁擠環境，我們研究了這種鏈段間的擁擠對其穿孔動力學的影響。此外，我們研究了分子伴侶協助下剛性棒分子穿越納米孔的動力學，主要考慮了分子伴侶濃度與結合強度的影響（3）研究了環形高分子在受限的擁擠空間內的鏈構象與動力學。另外，我們通過與線性連的對比，著力研究了環形連的受限空間逃逸動力學和鏈吸附動力學。到目前為止，基於本項目內容以通信作者和中國科學技術大學為第一單位發表SCI論文16篇，包括在Soft Matter 3篇，J. Chem. Phys. 9篇，Phys. Rev. E 2篇，RSC Adv. 1篇，Sci. China Chem. 1篇，這些論文獲得了較好的評價。在項目執行期間多次被邀請參加國內外學術會議。
