A dsDNA model optimized for electrokinetic applications.
A dsDNA model optimized for electrokinetic applications.
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针对电动应用优化的 dsDNA 模型
作者：
T. Rau;F. Weik;C. Holm
我们提出了一个粗粒(CG)模型，将带电的双链DNA浸泡在可用于各种电动应用的电解液中。该模型是基于魏克等人较早的刚性和静止模型。现在包括半灵活性和机动性，因此可以充分捕捉DNA动力学，以模拟完整的纳米孔转移过程。为此，我们通过一种覆盆子方法将DNA流体动力学地耦合到晶格-玻尔兹曼流体中，并用远距离相关摩擦将反离子参数化为参数。根据Smets等人的实验数据，对无限长圆柱体内CG DNA模型的电动特性进行了拟合。和来自Kesselheim等人的全原子模拟数据。我们的CG DNA的刚性是通过与Brunet等人的实验数据相匹配的调和角势来模拟的。最后，通过测量我们的DNA模型在不同碱基对数量和盐浓度下的电泳迁移率来测试我们调整的参数的质量。我们的结果与Stellwagen等人的实验数据集相比非常好。和Hoagland等人。
We present a coarse-grained (CG) model of a charged double-stranded DNA immersed in an electrolyte solution that can be used for a variety of electrokinetic applications. The model is based on an earlier rigid and immobile model of Weik et al. and includes now semi-flexibility and mobility, so that DNA dynamics can be sufficiently captured to simulate a full nanopore translocation process. To this end we couple the DNA hydrodynamically via a raspberry approach to a lattice-Boltzmann fluid and parametrize the counterions with a distant dependent friction. The electrokinetic properties of the CG DNA model inside an infinite cylinder is fitted against experimental data from Smeets et al. and all-atom simulation data from Kesselheim et al. The stiffness of our CG DNA is modeled via a harmonic angle potential fitted against experimental data of Brunet et al. Finally, the quality of our tuned parameters is tested by measuring the electrophoretic mobility of our DNA model for various numbers of base pairs and salt concentrations. Our results compare excellently with the experimental data sets of Stellwagen et al. and Hoagland et al.
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