报告人：谭志杰（武汉大学物理科学与技术学院）

报告时间：2020年5月29日上午9:30-10:30

腾讯会议ID：606102068

报告摘要：

RNA是重要的生物大分子，除了储存传递基因信息外，RNA还具有基因表达调控和催化反应等重要的功能，其生物功能与其三维结构和稳定性紧密相关，对RNA三维结构与稳定性的理解有助于人们对RNA生物功能的理解以及为设计新型 RNA 生物功能分子与药物分子提供指导。此外，RNA骨架上有高密度负电荷成为聚电解质链，因而溶液中的离子对其结构、稳定性及折叠路径等有着重要影响。我们发展了RNA 粗粒化三维结构预测模型， 此模型中，温度效应通过结合实验碱基堆积热力学参数引入，而离子效应通过结合离子凝聚理论和紧束缚离子模型引入，以期实现单价/双价离子溶液中 RNA 三维结构、稳定性以及折叠路径的预测。我们选取RNA假结和RNA kissing 复合体这两种典型的三级单元，对其三维结构、稳定性以及折叠路径进行预测。我们的预测结果与已有广泛实验数据的直接对比表明，我们的模型成功地从序列预测了RNA 赝结、RNA kissing 复合体的空间结构（RMSD<7Å），以及长度/序列各异的 RNA 赝结、RNA kissing 复合体在广泛单/双价离子溶液中的热力学稳定性。此外，基于此模型，我们进一步全面分析了RNA假结去折叠路径、RNA kissing 复合体的折叠路径，分析发现，RNA 赝结的去折叠路径的去折叠由其中间态的相对稳定性决定，RNA kissing 复合体的折叠路径主要由其折叠终态之间的相对稳定性决定，而且离子条件可以调节态间的相对稳定性从而可以调节其折叠和去折叠路径。

报告人简介

谭志杰长期从事理论软物质物理、理论生物物理的研究，在核酸离子静电学、RNA三维结构和稳定性预测、以及核酸结构分子动力学模拟等方面已进行了较为深入和系统的研究。主要工作有：（1）发展了预测RNA三维结构和稳定性及其中离子效应的粗粒化理论模型，此模型较好预测了RNA发夹、RNA双螺旋、RNA假结、吻环复合体等的三维结构和热稳定性及其中的离子效应；（2）发展了处理离子-核酸静电作用的紧束缚离子理论，此理论较好预测了离子溶液中RNA/DNA双螺旋热力学、DNA/RNA发夹热力学、小分子RNA三级结构的离子凝聚及其稳定性中的离子效应等；（3）利用全原子分子动力学揭示了高价离子媒介核酸间有效相互作用中的螺旋结构效应及相关微观机制等；（4）利用全原子分子动力学揭示了核酸螺旋柔性中的螺旋结构效应以及高价离子对DNA、RNA的弹性效应相反现象的微观机制。相关结果以通讯作者或第一作者在国际主流专业刊物Phys Rev Lett、Nucleic Acids Res、Biophys J、RNA、PLoS Comput Biol、J Chem Phys等上发表。