半刚性链内部环形成的动力学

半刚性链上单体之间的内部环形成描述了生物分子折叠和DNA弯曲中的基本事件。我们采用均值场方法计算了半刚性链的内部距离分布函数。通过从距离分布函数推导得到的平均势， 我们采用Kramers理论，给出内部环形成动力学的简单表达式。对于适用于DNA的参数，理论预测与明确的Brownian动力学模拟WLC模型的结果在优秀的一致性。当环的刚度与悬垂端的刚度不同时，内部环形成时间(τ_IC)会显著改变。如果悬垂端比环更刚，则τ_IC在持久性长度均匀的WLC情况下增加。相反，灵活的悬垂端会增强内部环形成的速率。该理论还表明，如果单体带电并通过筛选库仑势相互作用，则在低离子浓度下，both循环化(τ_c)和内部环形成(τ_IC)时间显著增加。由于τ_c和τ_IC本质上由有效持久性长度(l_p^(R))决定，我们通过变化单体之间相互作用的范围来计算l_p^(R)。对于短程相互作用，l_p^(R)几乎等同于裸持久性长度，后者主要由链条连接决定。这一发现合理化了使用持久性长度有效值描述一系列实验观察(生物大分子对力的响应和循环化动力学)的有效性。