DNA折纸纳米载体中解锁转变的自由能面——可供购买

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Free-energy landscapes of unlocking transitions in DNA origami nanocarriersAvailable to Purchase

　　

打开DNA折纸纳米载体的过渡转换可以调控结构稳定性并触发载荷释放，然而量化相关的自由能变化极具挑战性，因为双链断裂具有随机性，并且与大规模结构变形相耦合。在此，我们将粗粒化oxDNA模拟与系综平均多态Bennett接受比（MBAR）分析相结合，以重构机械驱动开启路径上的有效自由能曲线。使用带有末端锁定双链的简化单链DNA结构，我们表明解锁的能量代价随双链长度增加而增加，但仅占可用碱基配对稳定化能量的极小部分，表明更长的锁具有日益增强的能量冗余性。随后，我们将同样的方法应用于一个由六个锁定双链稳定化的矩形DNA折纸纳米载体，并在操作上将与双链断裂和全局结构变形相关的能量贡献分离开来。轨迹层面的分析表明，单个锁异步且非均匀地断裂，同时保持了可重复的系综层面能量趋势。方向分辨分析揭示了替代弯曲路径之间的显著不对称性：解锁的纳米载体内在偏好底部弯曲变形，而足够长的锁定链则选择性地稳定了对立的顶部弯曲构型。这些结果阐明了锁介导的杂合化与机械变形如何共同塑造DNA折纸纳米载体的有效路径依赖性能量响应，并为可编程DNA器件中结构稳定性和方向性响应的调节提供了定量指导。

视觉摘要

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粗粒化模拟揭示了可调DNA锁如何塑造可重构DNA折纸纳米载体的自由能景观。

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粗粒化模拟揭示了可调DNA锁如何塑造可重构DNA折纸纳米载体的自由能景观。

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? 2026 作者(s)。由Royal Society of Chemistry代表Owner Societies出版

2026

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