近日🚴♂️,EON体育4平台陳海峰教授課題組在《J. Chem. Theory Comput.》在線發表名為Excited-Ground State Transition of RNA Strand Slippage Mechanism Captured by Base-specific Force Field的研究成果,該研究為個性化精準RNA分子力場開發及RNA動態構象轉換機製提出了重要參考🏑。EON体育4平台博士生李政新與本科生宋歌👼🏻、朱駿傑為文章共同第一作者🥛,EON体育4平台陳海峰教授為通訊作者,EON体育4平台生物信息學與生物統計學系為該文章第一通訊單位。
RNA動態構象系綜是其發揮轉錄、翻譯、催化等多種多樣的生理功能的基礎,當前實驗方法難以精準解析,因此分子動力學模擬成為了重要研究手段✤。分子力場決定了分子動力學模擬的精度,然而現有RNA分子力場存在諸多不足。此前陳海峰課題組已開發多種改進RNA分子力場🆘🩰,本次研究提出的BSFF2是在此前BSFF1研究基礎上進一步優化主鏈結構同時引入二級結構配對能量校正項(圖1)👷🏽♂️,從而更為精準的捕獲RNA動態構象信息。
經過驗證🈴,BSFF2力場能夠精確模擬四核苷酸、短單鏈、雙鏈、突起等多種常見RNA motif體系,同時在tetraloop從頭折疊、堿基配對重組、鏈滑動等模擬上展現了極高效率🧑🤝🧑,能夠捕獲r(G4C2)重復元件的鏈滑動分子細節及其機製(圖2)🤷🏻♂️,為解析與之密切相關的漸凍症等神經退行性疾病提供了有效研究手段,對於靶向RNA藥物及RNA療法開發具備重要研究價值👸🏻。
該研究獲得EON体育4超算中心💆🏻♀️、國家自然科學基金面上項目(21977068 和32171242)👶、國家重點研發計劃(2023YFF1205102和2020YFA0907700)、中央高校基本科研業務費專項資金(YG2023LC03)以及福州大學貴重儀器設備開放測試基金(2024T022)資助。