A-U碱基对

力调控开合

该系统可定量分析力与温度对碱基对开合热力学和动力学的影响。

于霆 · Liu, Taigang · 王宇杰 · Zhang, Shuhao · 张文炳

Physical Review E 2023

技术优势

低力区热力学可验证

低力下得到的焓变与熵变与最近邻模型一致，说明模拟方法可靠，可用于预测更复杂体系的碱基对开合自由能。

速率和路径时间可分别调控

开合速率对温度和力高度敏感，而过渡路径时间几乎不变，这种解耦可为设计力响应型RNA器件提供独立调控手段。

过渡态位置已明确定位

通过分析自由能垒的贡献，确定了力下碱基对开合转变的过渡态位置，为理解力如何改变动力学提供了结构依据。

应用场景

• 单分子力谱：用碱基对开合速率随力的变化，标定单分子力谱实验中RNA解折叠的动力学中间态。
• RNA折叠研究：提供单碱基对水平的热力学与动力学参数，作为RNA折叠模型的基本输入。
• 分子动力学模拟：验证恒力拉伸模拟方法对碱基对开合的预测能力，可用于设计新的力响应核酸体系。