基于球链模型的双链DNA生物膜弹性模量的Monte Carlo模拟

摘要

随着单分子操纵技术的发展,通过对DNA单分子力学性能的大量研究,揭示了DNA和蛋白质之间的相互作用机理,然而有关DNA生物膜的研究工作仍相对较少.欧阳钟灿认为,生物膜不是普通的流体或固体,而是液晶.Liu等将DNA生物膜视为聚电解质溶液,利用液晶薄膜中观挠曲电理论研究了在种植和杂交条件下微梁挠度检测信号的差别.而Zhang等认为DNA生物膜宏观压电系数的正负决定了微梁弯曲的方向;同时,Zhang等将DNA生物膜视为宏观连续介质薄膜,采用思想实验法和基于经典圆柱模型的DNA液晶自由能的Parsegian经验势,解析预测了链间均匀分布模式下双链DNA生物膜弹性模量.本文基于粗粒化DNA球链离散模型,采用Monte Carlo法和Yukawa排斥势,数值模拟了链间非均布模式下双链DNA生物膜的弹性模量,研究了DNA链种植密度、溶液盐浓度等因素对DNA生物膜弹性模量的影响.