包含环和盐效应的RNA折叠、拉伸与熔解理论
生物物理
2015-05-27 v1 软凝聚态物质
摘要
核酸的二级结构形成强烈依赖于盐浓度和温度。我们发展了一个RNA折叠理论，该理论正确考虑了序列效应、与环形成相关的熵贡献以及盐效应。使用忽略假结的配分函数迭代表达式，我们基于实验导出的碱基配对自由能计算了折叠自由能和最小自由能构型。环形成的构型熵由渐近表达式 -c ln m 建模，其中 m 是环的长度，c 是环指数，为一个可调常数。盐效应以两种方式引入：首先，我们推导了盐诱导的碱基配对自由能参数修正；其次，我们包含了环形成的静电自由能。两种效应均在包括反离子凝聚的德拜-休克尔水平上建模。我们针对两个不同的RNA序列验证了我们的理论：对于tRNA-phe，在不同盐浓度下热变性的热容曲线精确重现了实验结果。对于P5ab RNA发夹，我们推导了由温度、拉伸力和盐浓度张成的三维空间中的全局相图，并与实验确定的临界解折叠力取得了良好一致。我们表明，为了正确描述RNA熔解和拉伸，盐效应和环熵效应都是必需的。
引用
@article{arxiv.1104.4129,
title = {Theory for RNA folding, stretching, and melting including loops and salt},
author = {Thomas R. Einert and Roland R. Netz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.4129},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 9 figures, accepted for publication in Biophysical Journal