国际生物大分子杂志3360发表核酸分子力场最新研究成果

来源：互联网2022-10-11 14336029

对短单链、核糖开关、双螺旋、假结、k-turn等几种常见RNA系统的模拟测试表明，碱基特异性RNA分子力场BSFF1能够稳定其实验结构。

近日，国际生物大分子杂志在线发表了上海交通大学陈海峰教授研究组的最新研究成果，题为“碱基特异性RNA力场改善细胞核的动力学整合”。本研究提出了一套碱基特异性RNA分子力场(BSFF1)，有效提高了核酸的模拟效果。上海交通大学生命科学与技术学院博士生李正信是本文的第一作者，生命科学与技术学院本科毕业生穆俊熙是共同第一作者，陈海峰是通讯作者。

RNA作为中枢法则的中枢环节，在许多生理过程中起着至关重要的作用，目前肆虐的新冠肺炎也是一种RNA病毒。目前人们对RNA的研究远不如对蛋白质的研究成熟，用传统的实验方法分析RNA结构有很多困难。目前分析的RNA结构数量(6000个)远远少于蛋白质(19万个)。在此背景下，可以在原子水平上研究生物大分子结构和动态变化的分子动力学模拟成为研究RNA的重要方法。然而，决定其准确性的RNA分子力场仍然存在一些缺点，包括碱基积累过于稳定，/二面角表示不准确，模拟四核苷酸系统时插入结构错误等问题。

为了解决上述缺点，陈海峰团队首先通过重加权的方法修正了决定碱基堆积的非成键参数(如上图所示)，然后针对/二面角引入了晶格能量修正项(CMAP)，大大提高了四核苷酸系统的模拟效果。

对短单链、核糖开关、双螺旋、假结、k-turn等几种常见RNA系统的模拟测试表明，碱基特异性RNA分子力场BSFF1能够稳定其实验结构。增强采样结果表明，BSFF1能够将典型的RNA发夹从头折叠到头，并依次从单链折叠成发夹，进一步验证了BSFF1的全局合理性，对RNA头到头折叠和核酸分子机制的研究起到了先导作用。

本工作得到了上海交通大学高性能计算中心、国家项目(21977068和32171242)和国家重点研发计划(2020YFA0907700)的支持。

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