离子诱导DNA构象转变的密度泛函理论研究

DNA纳米器件工作原理是基于离子诱导DNA的B-Z构象转变，研究各种离子诱导的DNA构象转变对于生物化学、生物化工分离DNA产品的工艺设计以及DNA纳米器件等新技术的开发都有着重要的科学价值和理论意义。本研究以申请人提出的混合电解质溶液的密度泛函理论为基础，结合不同构象的DNA模型，提出能预测DNA各种构象在电解质溶液中的自由能变化的新方法，并用全原子分子动力学模拟数据加以检验。然后根据实验数据确定DNA各种构象的模型参数，将所建立的理论方法应用于研究DNA在电解质溶液中的B-Z构象转变以及三螺旋DNA或双螺旋DNA的解聚构象转变，并预测出离子诱导DNA构象转变的相图，获得DNA各种构象稳定的溶液条件，填补国内在离子诱导DNA构象转变理论研究方面的空白，为生物化工分离制备DNA产品的工艺设计以及DNA纳米器件等新技术的开发提供理论基础。