一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法技术

本发明专利技术公开了一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，对DNA多面体的分支数进行统计并绘制相应的链环图，利用软件NanoEngineer‑1构建DNA多面体的全原子模型，利用软件NAMD对DNA多面体模型进行分子动力学模拟，利用软件Gromacs对模拟结果进行分析，可以用来判断特殊分支数DNA多面体的稳定性以及不同拓扑结构对DNA多面体性质的影响。本发明专利技术可以用来判断特殊分支数DNA多面体的稳定性，并为实验合成提供一定的理论支持。

【技术实现步骤摘要】
一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法
本专利技术属于DNA多面体分析方法
，具体涉及一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。1869年Miescher发现核酸。1944年Avery通过细菌的转化实验证明了DNA是重要的遗传物质。1953年Waston和Crick提出DNA的双螺旋结构模型，从此核酸相关的研究成了生命科学中最活跃的领域之一。1982年seeman提出用DNA作为一种结构材料来组装纳米尺寸的几何定义物体，现在被称为结构DNA纳米技术。在过去的30多年里，人们已经构建了各种各样的DNA纳米结构，例如四面体、立方体、八面体、十二面体、三角双锥体、二十面体、棱柱等。与此同时，随着计算机技术的发展，关于DNA纳米结构的理论模拟研究也在不断发展。分子动力学(moleculardynamics,MD)模拟是一套结合物理、数学和化学的分子模拟方法，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述模拟分析方法包括以下步骤：将能量最小化的DNA多面体模型进行加热，对加热后DNA多面体模型进行分子动力学模拟并记录轨迹，基于所述轨迹评价DNA多面体稳定性以及合成难度。/n

【技术特征摘要】
1.一种特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述模拟分析方法包括以下步骤：将能量最小化的DNA多面体模型进行加热，对加热后DNA多面体模型进行分子动力学模拟并记录轨迹，基于所述轨迹评价DNA多面体稳定性以及合成难度。


2.如权利要求1所述特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述模拟分析方法步骤如下：
(1)根据DNA多面体的分支数、每条边的交叉数及顶点linker的长度设计DNA多面体结构的链环图；设计DNA多面体的序列，构建DNA多面体的全原子模型；
(2)对所述DNA多面体的全原子模型进行溶剂化处理，获得电中性的立方水体模型；
(3)针对该溶剂化的DNA多面体模型进行能量最小化，再对所述能量最小化之后的DNA多面体模型进行加热；
(4)对加热后的DNA多面体模型进行分子动力学模拟获得MD轨迹，分析所述MD轨迹的均方根偏差、均方根波动、回旋半径及团簇的数据确定所述DNA多面体模型的稳定性及合成难度。


3.如权利要求2所述特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过软件uniquimer3D，设计DNA多面体的序列；
优选的，利用软件NanoEngineer-1构建DNA多面体的全原子模型；基于该软件，同时获得核酸中所有原子的坐标和核酸的结构信息。


4.如权利要求2所述特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对所述DNA多面体的全原子模型进行溶剂化处理，使用TIP3P水分子模型，生成立方水体；
优选的，向立方水体中加入Mg2+离子中和电荷，使立方水体保持电中性从而获得电中性的立方水体模型；
进一步优选的，所述步骤(2)中，通过软件VMD对DNA多面体的全原子模型进行溶剂化处理，使用TIP3P水分子模型，生成立方水体，设置核酸结构与立方体水盒子的盒壁距离为2～3纳米，并获得相应的pdb文件和psf文件。


5.如权利要求2所述特殊分支数的DNA多面体的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述能量最小化通过共轭梯度法实现；
优选的，利用软件NAMD对DNA多面体模型进行两个100...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑雅，李佳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37