复杂全原子核酸结构的紧束缚离子模型研究

核酸分子带有高密度的负电荷，其折叠会导致强烈静电排斥作用。溶液中的阳离子可以中和核酸的负电荷，从而调节核酸折叠中的静电能量。因此，离子在核酸折叠中起着至关重要的作用。现存主要有两种理论处理核酸离子相互作用，一是离子凝聚理论，其基于线电荷结构模型，不能处理具有实际结构的核酸分子；另一种是泊松-波尔兹曼理论，其基于平均场近似，忽略了离子分布涨落和关联作用，而此效应非常重要，尤其对高价离子。为了考虑此重要的复杂效应，我们发展了紧束缚离子(TBI)模型, 与广泛实验的比较得出，此模型能较好的描述钠、镁离子对核酸双链、发夹式结构稳定性和双链排列的影响。然而，此TBI模型是基于简化颗粒核酸结构，为了研究更复杂的核酸结构，比如HIV-1复合体等，我们必须继续发展TBI模型来处理复杂的全原子核酸分子。我们将结合大量的实验数据，用全原子TBI模型来系统的研究离子溶液中复杂结构核酸分子的热力学性质。