利用分子动力学模拟探究载货 DNA 二十面体的结构与计算机稳定性

基于 DNA 的多面体等柏拉图立体已被用于多种应用，如 RNAi 递送、生物靶向和生物成像。所有这些应用都取决于 DNA 多面体以高空间精度进行分子展示的能力。因此，此类多面体的高分辨率结构模型对于拓宽其在材料和生物学中的应用至关重要。在此，我们提出了一个已被充分表征的 DNA 二十面体的原子级模型，该二十面体在生物系统中已展示出多种功能。我们使用全原子分子动力学模拟在显式水和离子中研究该 DNA 二十面体的结构与动力学。通过主成分分析识别了内部运动的主要模式。我们提供了二十面体的回转半径（Rg）、溶剂可及表面积（SASA）和体积的定量估计，这对于估算其最大载货能力至关重要。重要的是，我们对封装在 DNA 二十面体内的金纳米粒子（AuNP）的模拟揭示了载有 AuNP 的 DNA 二十面体相比空二十面体具有增强的稳定性。这与显示载货封装 DNA 二十面体高产率的实验结果一致，这些结果已促成其在精准靶向方面的多种应用。这些研究表明，载货与 DNA 支架之间的稳定相互作用有力地确立了 DNA 多面体作为可靶向纳米胶囊用于载荷递送的地位。这些见解可用于精确分子展示，以服务于多种生物学应用。