DNA的流动二色性可通过粗粒化分子模拟定量预测

我们展示了利用多尺度聚合物建模定量预测剪切流中DNA线性二色性(LD)的方法。LD是沿两个垂直轴偏振光吸收的差异，长期以来被用于研究生物聚合物结构及药物-生物聚合物相互作用。由于LD依赖于取向，样品必须对齐才能测量信号。通过库埃特池产生的剪切流可以生成所需的取向，然而，将聚合物构象变化引起的LD与特定相互作用（如药物-生物聚合物）分离开来具有挑战性。在本研究中，我们结合布朗动力学和平衡蒙特卡洛模拟，以适中的计算成本准确预测了聚合物取向，进而预测了流动LD。由于LD中的光学贡献和构象贡献可以明确分离，我们的发现通过使用计算机模型捕捉构象变化，增强了对LD光谱的定量解释。我们的模型无需拟合，仅需五个输入参数：DNA轮廓长度、持久长度、光学因子、溶剂质量和弛豫时间，这些参数在先前文献中均已得到充分表征。该方法具有足够的通用性，可应用于DNA以外的广泛生物聚合物，并且我们的发现可能有助于通过流动LD指导新药物靶点的搜索。