Modèle microscopique de l`eau

La convergence des trajectoires de simulation est un point critique en ce qui concerne la distribution des différentes espèces (eau, EG et ions). Il est connu que la convergence de la distribution des ions est le plus chronophage parmi les espèces concernées dans les travaux en cours. Nous avons vérifié la convergence des ions en calculant la population moyenne de Na + autour de l`ADN. Nous avons calculé la population moyenne de Na + dans la rainure principale et mineure de l`ADN à différentes concentrations de peuplement à l`aide du logiciel CURVES + et CANION, qui utilise un système de coordonnées hélicoïdes curvilignes (CHC) pour calculer la distribution [54]. Dans cette représentation, la fluctuation de l`ADN est beaucoup moins comparée à la représentation cartésienne. Trois paramètres D, R et A sont utilisés pour définir la position ou les coordonnées des ions, où, D, R et A représente l`étape de la paire de base, la distance entre l`ion et l`axe hélicoïdal correspondant à l`étape de la paire de base et l`angle entre le vecteur R et le vecteur représentant le long l`axe de l`étape de la paire de base, respectivement. Les valeurs de R ont été prises comme 10,25 Å, la valeur de a a été prise comme 33 à 147 degrés pour la rainure mineure et le repos pour la rainure principale et la valeur de D a été prise de 2 à 22 (pour une description détaillée, veuillez suivre le matériel supplémentaire de [54]). Il est évident de la figure E dans le fichier S1 que pour la convergence des rainures majeures à chaque concentration suit un schéma similaire et la convergence est obtenue dans 300 ns. Pour la rainure mineure, la variation est plus grande parmi les différentes concentrations de EG. À l`exception du système 30% EG, d`autres systèmes convergent dans 300 ns.

Pour le système 30% EG, la convergence est réalisée autour de 400 ns. Pour l`eau et EG, on sait que le calcul direct de leur densité autour de l`ADN sera brouillé à la suite de la fluctuation de l`ADN. Pour cela, nous avons identifié deux tronçons de 4 paires de base (GAGC et TACT de la séquence d`ADN 5 `-GACCGAGCAGCCCGTACTCAGTC-3 `), qui montrent le moins de fluctuation vu de la parcelle RMSF de la Fig 2 (b). Pour ces deux tronçons, nous avons calculé l`eau et la distribution EG à l`aide du module GRID (décrit dans la section 2 du fichier S1) de CPPTRAJ autour de ces deux tronçons. Figures F-L dans le fichier S1 montrent que les concentrations d`eau et de EG ont convergé bien pour les quatre systèmes. De plus, nos PCF calculés (décrits dans les sections suivantes) demeurent inchangés car nous augmentons la longueur d`une trajectoire de 200 ns. Par conséquent, nous pouvons conclure que toutes les simulations ont convergé pour les propriétés qui nous intéressent. Ce travail visait à comprendre l`effet de l`encombrement sur la structure et la thermodynamique de la solvatation de l`ADN au niveau moléculaire dans un solvant d`eau EG plus. Nos résultats montrent qu`il y a une concurrence intéressante et non trivial impliquant EG, l`eau et les ions de sel, qui est principalement régi par des électrostatiques complexes et la liaison hydrogène.

Nos résultats correspondent surtout à l`expérience et aux simulations précédentes réalisées avec le mélange d`eau pur EG plus pour le modèle de collage de l`hydrogène. Nos résultats suggèrent de faire des expériences qui peuvent capturer la structure et la thermodynamique de la région localisée près de l`ADN (comme l`utilisation de techniques à deux dimensions proche infra-rouge (2D-NIR)). Ce travail peut être prolongé (a) à l`aide de champ de force polarisable, qui devrait capturer la liaison H plus quantitativement, et (b) en l`utilisant pour étudier l`effet de la séquence d`ADN. Dans les structures ab initio MD, les molécules d`eau à des conditions ambiantes ont, en moyenne, une coordination quasi-tétraédrique avec un nombre considérable de molécules d`eau ayant cinq voisins d`oxygène les plus proches.

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