DNA 的弹性及树突状大分子结合的影响

带负电的 DNA 可被带正电的树突状大分子（dendrimers）压缩，压缩程度取决于静电相互作用强度与 DNA 弹性之间的微妙平衡。我们利用全原子分子动力学和数值模拟，报告了短双链 DNA (dsDNA) 的各种弹性性质以及树突状大分子结合的影响。在室温平衡状态下，轮廓长度分布$P(L)$和端到端距离分布$P(R)$近似呈高斯分布，前者给出了 dsDNA 拉伸模量$\gamma_1$的估计值，与文献值定量一致。dsDNA 的弯曲角分布$P(\theta)$也呈高斯形式，由此可提取出 43 nm 的持久长度$L_p$。当 dsDNA 被带正电的树突状大分子压缩时，拉伸模量保持不变，但由于树突状大分子中和了 dsDNA 的骨架电荷，从端到端距离分布估算的有效弯曲刚度显著降低。我们通过蠕虫状链 (WLC) 模型的数值解以及非平衡 dsDNA 拉伸模拟支持了我们的观察结果。这些结果有助于理解短尺度下的 dsDNA 弹性，以及当 dsDNA 结合到树突状大分子或蛋白质等带电物体时弹性如何被调控。