RNA发夹的强制解折叠与力骤冷重折叠

使用粗粒化模型，我们探究了RNA发夹作为$f_S$和加载速率（$r_f$）函数的强制解折叠。模拟和理论分析在无柄和有柄情况下均进行，柄由半柔性聚合物链显式建模。温度跳跃变性与机械解折叠的机制和时标大不相同。原生态受$f_S$的定向扰动导致发夹从其两端开始的顺序解折叠，而热变性随机发生。根据解折叠速率对$r_f$和$f_S$的依赖性，我们表明解折叠过渡态（TS）的位置不是常数，而是随$r_f$或$f_S$的改变而剧烈移动。TS移动通过采用强制解折叠的Hammond假设来解释。带有连接两末端手柄的RNA强制解折叠模拟显示，解折叠力的值（尤其在高速拉伸时）随手柄长度增加而增大。当将$f_S$骤冷至骤冷力$f_Q$时，从拉伸初始构象重折叠RNA的路径高度异质。力骤冷下的重折叠时间至少比温度骤冷所得时间长一个数量级。从完全拉伸态出发的长的$f_Q$依赖重折叠时间使用一模型分析，该模型考虑了速率限制步中的微观步骤，涉及GAAA四环中二面角的反式到旁式转变。显式分子模型手柄的模拟表明，力骤冷重折叠的动力学强烈依赖于其轮廓长度与持续长度以及RNA持续长度之间的相互作用。