Stability and dynamics of DNA molecules in solution and near material surfaces
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projekts gelang es, durch die Entwicklung des BP-REMD-Verfahrens einige wichtige Neuerungen zum verbesserten Absuchen relevanter Konformationszustände in Nukleinsäuren zu entwickeln. Diese Technik erlaubt es die Dynamik und Feinstruktur von doppelsträngigen DNA-Hybriden systematisch zu untersuchen. Aus diesem Fortschritt ergibt sich eine große Zahl möglicher weiterer Anwendungen zur Charakterisierung der Feinstruktur von Nukleinsäuren und der Nukleinsäurefaltung. Es gelang innerhalb des Projekts auch die Charakterisierung und Berechnung des freien Energiebeitrags eines wichtigen Motivs, der überhängenden Enden von doppelsträngiger DNA (Dangling-Ends), die die Stabilität beeinflussen und bei der Hybridisierung eine Rolle spielen können. Darüber hinaus konnte ein neuer Score für die Vorhersage der Hybridisierungseffizienz entwickelt werden, der gut mit experimentellen Daten korreliert. Die Bewertung beruhte dabei auf berechneten Stabilitäten von Hybriden, Dimeren und Sekundärstrukturen der Einzelstränge. Der Erfolg dieser einfachen Bewertung deutet an, dass weitere Einflüsse auf die Hybridisierungseffizienz, z.B. durch die feste Oberfläche, im Rahmen der experimentellen Genauigkeit offenbar nur gering sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2013) Influence of 8-Oxoguanosine on the Fine Structure of DNA Studied with Biasing-Potential Replica Exchange Simulations Biophysical J. 104, 1089-1097
Kara, M., Zacharias, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.bpj.2013.01.032) - (2014) Enhanced conformational sampling of carbohydrates by Hamiltonianreplica-exchange simulation. Glycobiology, 24, 70-84
Mishra, S. K., Kara, M., Zacharias, M., Koca, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1093/glycob/cwt093) - (2014) Stabilization of duplex DNA and RNA by dangling ends studied by free energy simulations. Biopolymers 101, 418-427
Kara, M., Zacharias, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/bip.22398) - (2014) Theoretical studies of nucleic acid folding. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science, 4 (2), 116-126
Kara, M., Zacharias, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/wcms.1146)
