近日國際知名期刊International Journal of Biological Macromolecules在線發表了上海交大陳海峰教授課題組題為“Base-Specific RNA Force Field Improving the Dynamics Conformation of Nucleotide”的最新研究成果💟。該研究提出了一套堿基特異性的RNA分子力場（BSFF1），有效的提升了針對核酸的模擬效果。EON体育4平台博士生李政新為該文章第一作者🧑🏿‍🦰，EON体育4平台本科畢業生穆俊羲為共同第一作者💁🏼‍♂️，陳海峰教授為通訊作者。

RNA作為中心法則的中心一環💆🏼‍♀️，在多個生理過程中都發揮了至關重要的作用，當前肆虐的新冠病毒也是一種RNA病毒。當前，人們對於RNA的研究遠不如蛋白質的研究成熟♠️，傳統實驗方法在解析RNA結構上也存在諸多困難，目前已解析的RNA結構數量（<6000）遠小於蛋白質（>190000）🤽🏽。在此背景下🦽，能夠在原子層面研究生物大分子結構與動態變化的分子動力學模擬就成為了研究RNA的重要方法🧖‍♂️🧎🏻‍♀️。然而💌，決定其精度的RNA分子力場仍存在較大不足🙆🏻，包括諸如過度穩定堿基堆積、zeta/alpha二面角表征失準、以及在模擬四核苷酸體系時容易產生錯誤的插層結構等問題🌠。

為解決上述不足，陳海峰團隊通過重加權的方法（如上圖），首先堿基特異性地修正了決定堿基堆積的非鍵參數，之後通過引入針對zeta/alpha二面角的格點能量矯正項（CMAP），極大的提升了對於四核苷酸體系的模擬效果🫅🏽。

通過對於多個RNA常見體系如短單鏈、核糖開關、雙螺旋、假結、k-turn等的模擬測試顯示，該堿基特異性的RNA分子力場BSFF1能夠穩定其實驗結構。增強采樣的結果顯示，BSFF1能夠將典型的RNA發夾（hairpin）進行從頭折疊，將其從單鏈形式依序折疊為發夾形式，這進一步驗證了BSFF1的全局合理性，同時對於研究RNA從頭折疊以及核酸分子機製都有著先導提示作用➡️🏺。

該工作得到EON体育4高性能計算中心（HPC）、國家自然科學基金項目（21977068和32171242）和中國國家重點研發計劃（2020YFA0907700）的支持。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.09.183