接触统计凸显蛋白质与RNA不同的组织原理

尽管RNA与蛋白质均具有紧密堆积的天然结构，但这两种生物聚合物的链组织根本不同。受染色质折叠近期发现的启发——即间期染色体具有指向亚稳态的特征的区域化组织——我们分析了存储在蛋白质数据库中的生物分子结构，发现链内接触概率 $P(s)$ 作为弧长 $s$ 的函数，在 $s$ 的中间范围 $10\lesssim s\lesssim 110$ 内以幂律 $\sim s^{-\gamma}$ 衰减。我们发现接触概率标度指数为：大RNA（$N>110$）$\gamma\approx 1.11$，小尺寸RNA（$N<110$）$\gamma\approx 1.41$，蛋白质 $\gamma\approx 1.65$。鉴于聚合物熔体中完全平衡链预期符合高斯统计，大RNA子链在天然态中 $\gamma$ 值偏离 $\gamma=1.5$ 表明RNA的链构型并非完全平衡。直观可见，大尺寸RNA（$N\gtrsim 110$）的折叠结构采用褶皱结构，被划分为由沿链邻近序列组装的模块化多域，而折叠蛋白质的多肽链看似与其余结构混合得更好。我们对大RNA发现 $\gamma\approx 1$ 可能是折叠过程中从二级到三级元素的层级排序不可避免的结果。