通过合成纳米孔的发夹DNA易位的微观力学
纳米级孔已被证明是分析DNA的一种手段，并正在积极发展为基因组测序方法的基础。具有双螺旋和伸出的线圈部分的发夹DNA（HPDNA）可以被困在纳米孔中，提供足够的时间来执行序列测量。在本文中，我们提供了通过广泛的全原子分子动力学模拟获得的合成纳米孔的HPDNA相互作用的详细说明。对于最小直径为1.3至2.2 nm的合成孔，我们发现HPDNA可以通过三种模式转移：双螺旋的解压缩，在两个不同的方向上 - 脱离/扭曲了双螺旋。此外，可以通过适当的选择孔径和横向施加到膜的电压选择这些模式中的每一种。我们证明了HPDNA的存在可以显着改变孔内离子的分布，从而实质上影响了通过它的离子电流。在实验和仿真中，离子电流相对于没有DNA的离子电流可以下降到10％以下，并上升到200％以上。模拟将前者与占据收缩的双螺旋相关联，后者与通过收缩的DNA的积累相关联。