结合物理建模与原子模拟的聚合酶在基因转录与复制中作用的计算研究
生物物理
2017-01-19 v1 生物大分子
摘要
聚合酶是在基因转录和复制过程中沿核酸链移动并催化基于模板的聚合反应的蛋白质酶。聚合酶还通过非平衡酶循环显著提高转录或复制的保真度。我们简要回顾了为理解聚合酶延伸过程中的机械-化学耦合与保真度控制机制而做出的计算努力。聚合酶在延伸过程中被视为分子信息马达。理解完整的聚合酶功能循环需要跨越多个时间与长度尺度的全方位计算方法。由于已有大量先前综述，我们避开基于量子力学的聚合酶催化方法，而仅讨论统计物理建模方法和全原子分子动力学模拟方法。本综述围绕我们自身对单亚基T7 RNA聚合酶的建模与模拟实践展开，并总结了结构相似的DNA聚合酶的相关研究。对于近年来被深入研究的多亚基RNA聚合酶，我们将模拟成果的详细讨论留给其他计算化学综述，而仅介绍最近发表的代表性研究，包括我们自身基于结构的酵母RNA聚合酶II建模的初步工作。最后，我们快速梳理了关于延伸暂停和回溯活动的动力学建模。我们强调聚合酶作用的涨落与控制机制，突出系统的非平衡物理本质，并试图从单分子细节到全基因组尺度对理解复制与转录调控提供一些视角。
引用
@article{arxiv.1511.08392,
title = {Computational Investigations on Polymerase Actions in Gene Transcription and Replication Combining Physical Modeling and Atomistic Simulations},
author = {Jin Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08392},
year = {2017}
}