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RNA是生物体内重要的生物大分子。长久以来,大家认为 RNA仅仅作为遗传信息的传递使者存在于生物体内,但是,随着分子生物学研究的进展,人们逐渐认识到RNA可以像蛋白质一样,具有特定的空间结构,在生物体内众多生物化学过程中都发挥着重要的生物学功能,比如蛋白质的翻译合成、化学反应的催化、基因的表达调控、生物体的生长发育等。RNA生物学功能的发挥有赖于其特定的三维空间结构,如何从RNA结构出发来预测其生物学功能是结构生物学领域有待解决的重要科学问题。RNA在发挥生物功能时,并不是静止不动的,而是常常伴随着一定的构象运动。因此,仅仅获得RNA的空间结构数据还不够,还需要知道其结构本身所具有的动力学信息。如何从RNA的三维结构出发,获取其结构本身固有的动力学信息,进而揭示其发挥功能的微观机制,是值得深入研究的重要课题。 弹性网络模型(ENM)是获取生物大分子结构本身固有动力学性质的重要工具,在蛋白质结构-功能关系研究中得到了广泛应用。然而,对于RNA,尤其是结构松散的小RNA,ENM的应用效果要差很多。为了解决这一问题,一些初步的研究工作表明,构建更为复杂的ENM,效果就会好一些。我们认为,除了构建更为复杂的ENM外,对ENM的弹性系数进行优化,也是提高ENM预测效果的一种有效手段。在本论文的研究中,我们构建了适用于RNA的ENM,并对ENM的弹性系数进行了优化,取得了良好的效果。我们首先基于 RNA的空间结构,将每个核甘酸简化为三个点,分别代表糖、碱基和磷酸基团。然后,将这些点之间的相互作用用弹簧来代替,构建弹性网络模型。并且,在我们的模型中将这些点之间的相互作用区分为共价和非共价相互作用,对这两种相互作用采用不同的劲度系数。最后,利用实验获得的温度因子数据对共价相互作用的劲度系数进行优化,以提高 ENM模型在 RNA结构-功能研究中的预测效果。