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外电场中 DNA 双螺旋周围 K$^+$ 反离子的动力学:分子动力学研究

生物物理 2020-10-27 v1

摘要

DNA 双螺旋的结构由凝聚在 macromolecule 周围扩散层中的金属反离子稳定。真实条件下反离子的动力学受来自 DNA 和其他生物大分子的电场支配。本工作中,对具有中性化 K+^+ 反离子的 DNA 双螺旋系统以及在不同强度(高达 32 mV/{\AA})外电场中的 KCl 盐溶液系统进行了分子动力学研究。对这些系统的离子电导率分析表明,与 KCl 盐溶液相比,DNA 双螺旋周围的反离子运动减慢。计算得到的{离子迁移率值}在 (0.05÷\div0.4) mS/cm 范围内,取决于外电场相对于双螺旋的取向。在外电场平行于大分子时,K+^+ 反离子沿双螺旋的沟槽移动,在较窄的小沟处停留更久。在外电场垂直于大分子时,反离子的动力学受 DNA 原子影响较小,并且从约 30 mV/{\AA} 的电场值开始,双螺旋经历从双链到单链状态的相变。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.13596,
  title  = {Dynamics of K$^+$ counterions around DNA double helix in the external electric field: a molecular dynamics study},
  author = {O. O. Zdorevskyi and S. M. Perepelytsya},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.13596},
  year   = {2020}
}