相互作用形式对凝聚DNA环状体的影响

我们研究了半柔性链段之间不同的微观相互作用如何定性地改变凝聚环状体的物理性质。我们提出了环状体哈密顿量的一般形式，并讨论了其解析性质。对于不同的相互作用，理论预测了平均环状半径和横截面半径 $r_c$ 和 $r_{cross}$ 作为轮廓长度L的函数的不同标度行为：$(r_c, r_{cross}) \sim L^{\nu(N_c)}$，其中范德瓦尔斯型吸引相互作用的 $\nu=(1/5, 2/5)$，库仑型的 $\nu=(-1/3, 2/3)$，delta函数型的 $\nu=(-1, 1)$（在渐近极限下）。对于具有有限缠绕数 $N_c=100 \sim 400$ 的环状体，我们发现对于屏蔽参数 $\kappa=0.5 \sim 1.0$ 的汤川相互作用，$\nu \simeq 0$；对于范德瓦尔斯型相互作用，$\nu=0.1 \sim 0.13$。这些发现可能为实验上众所周知的凝聚DNA环状体 $\nu \simeq 0$ 的观测结果提供可能的解释。还讨论了构象转变。