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Thermodynamic Insights of Base Flipping in TNA Duplex: force fields, Salt Concentrations, and Free-Energy Simulation Methods

引用

CCS Chemistry 2021年第2期3卷 1026-1039页

作者： Zhaoxi Sun John Z.H.Zhang State Key Laboratory of Precision Spectroscopy School of Chemistry and Molecular EngineeringEast China Normal UniversityShanghai 200062 NYU-ECNU Center for Computational Chemistry at NYU Shanghai Shanghai 200062 Department of Chemistry New York UniversityNYNY 10003

Threofuranosyl nucleic acid(TNA)is an analogue of DNA with a shift in the internucleotide linkages from the wild-type 5’-to-3’direction to 3’-to-2.’This alteration leads to higher chemical stability,less reactive groups,and lower conformational *** observations indicate that these characteristic changes are attributable to a minimal perturbation of the interaction network,but the thermodynamic stability of the duplex remains unaltered in the TNA *** applied the equilibrium and nonequilibrium free-energy simulations employing three popular assisted model building with energy refinement(amber)force fields for nucleotides to investigate this mutation-dependent behavior in the base flipping from T(DNA)residue to the T-to-TFT mutation(TNA)*** force fields were performed similarly,as described in the base-paired ***,after exploring the high-energy regions with free-energy simulations,we observed that these three force fields behaved *** reports conclude that the net-neutral and excess-salt simulations provided similar ***,our free-energy simulation indicated that the presence of excess salt affected the thermodynamic *** free-energy barrier along the base-flipping pathway was generally elevated upon the addition of excess salts,but the relative height of the free-energy barriers in DNA and TNA duplexes did not change *** phenomenon emphasizes the importance of adding sufficient salts in the simulation scheme to reproduce the experimental condition.

关键词： free-energy simulation base flipping,TNA amber force fields salt concentration

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