《DNA剛性及其構象轉變的溫度相關性研究》是依託中國科學技術大學，由肖石燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：DNA剛性及其構象轉變的溫度相關性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：肖石燕
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為生物體的遺傳物質，DNA構象轉變和柔順性是化學、物理和生命科學領域關注的重要科學問題。在納米尺度上研究DNA的結構特性和柔順性對了解DNA與蛋白質的相互作用，以及DNA在細胞周期活動中的參與機制非常重要。DNA是由鹼基對通過氫鍵互補配對形成的雙鏈生物大分子。由於生命活動的環境溫度跨越從-15℃到+120℃的範圍，DNA的這種結構特殊性，使溫度導致的熵效應對DNA的分子結構及構象轉變有顯著的影響。也就是說，DNA的構象和柔順性具有很強的溫度依賴性。本申請將採用全原子分子動力學模擬方法，在大體系、長時間尺度上研究DNA局部構象轉變及鏈剛性，考察溫度導致的熵效應對DNA局部結構的影響，並探究DNA局構象轉變對DNA整體柔順性的影響，從而嘗試對DNA柔順性的溫度效應做出比較全面的了解。預期研究結果將加深對DNA分子構象轉變及其鏈剛性的理解,有助於更加全面深入地理解細胞活動中DNA的參與機制。
結題摘要
通過全原子分子動力學模擬，發現1-2個螺旋周期長度的DNA是偏離蠕蟲鏈理想模型的，這種偏離是由DNA骨架靜電排斥作用導致的；骨架中性化DNA模型研究表明DNA骨架靜電排斥作用對其剛性的貢獻是序列長度相關的；骨架靜電排斥對DNA持久長度的貢獻約為10%，符合Odijk、Skolnick和Fixman (OSF)的理論預測。球形納米粒子表面接枝DNA的構象和位阻效應導致界面DNA鏈替換反應的“OFF/ON”開關效應；通過理論模擬結合實驗研究，我們構建了基於球狀核酸的DNA探針；通過理論模擬，深入探討了DNA鏈間複雜相互作用對DNA泄漏反應和球狀核酸系統穩定性的影響，實現了DNA鏈替換催化循環反應驅動的多級球狀核酸組裝反應體系。 項目執行期間，發表SCI論文12篇，其中JACS一篇。
