A theory for viral capsid assembly around electrostatic cores
我们开发的平衡和动力学理论，描述了组装的病毒衣壳蛋白在一个带电的中央核心，在最近的实验中，雀麦花叶病毒（BMV）衣壳组装周围的纳米粒子功能化与nanoparticles。我们使用非线性Poisson Boltzmann方程，将衣壳蛋白和纳米颗粒表面之间的相互作用建模为具有相反电荷的刷的相互作用。该模型预测，存在功能化电荷的阈值密度，高于该阈值密度，衣壳有效地组装在纳米颗粒周围，并且光散射强度在早期迅速增加，而没有空衣壳组装的滞后期特征。这些预测是一致的，并使初步的实验数据的解释。然而，该模型预测的纳米粒子掺入效率对功能化电荷密度的依赖性比实验中测得的更强，并且不能完全捕获实验光散射中看到的对数生长期。这些差异可能表明实验系统中存在亚稳态无序态。除了讨论未来的纳米粒子衣壳系统的实验，我们讨论了更广泛的影响，了解周围的带电核心，如核酸组装。
2009-05-06 q-bio.BM
A new series of polyhedra as blueprints for viral capsids in the family of Papovaviridae
在一篇开创性的论文中，卡斯帕和克鲁格建立了一个理论，提供了一个多面体家族作为病毒衣壳结构组织的蓝图。特别是，它们编码蛋白质在包裹病毒基因组的外壳中的位置，从而为病毒基因组提供保护。尽管它在病毒学上取得了巨大的成功和大量的应用，但实验结果证明了这样一个事实，即该理论过于局限，无法描述所有已知的病毒。特别是，包含致癌病毒的乳多空病毒科不在该理论的范围内。在最近的一篇论文中，我们已经表明，乳多空病毒科的某些成员可以通过tilings来描述。在本文中，我们开发了一个全面的数学框架，推导出所有的表面结构的病毒颗粒在这个家庭。我们表明，这种形式主义固定的结构和相对大小的所有粒子集体，使只存在一个比例因子，所有粒子的大小与它们的生物对应物。这里导出的一系列多面体补充了卡斯帕-克卢格多面体家族。这是第一个数学结果，为乳多空病毒科中不同类型的病毒颗粒提供了一个共同的组织原则，并为理解乳多空病毒科多态性铺平了道路。此外，它还为装配模型的构建提供了重要的输入。
2005-12-29 q-bio.BM
Modeling Viral Capsid Assembly
我提出了一个审查的理论和计算方法，已被用来模拟组装的病毒衣壳。我讨论的能力和局限性的方法，从平衡连续统理论的分子动力学模拟，我给了一些重要的结论概述病毒组装，从这些建模工作。主题包括空病毒壳的组装，围绕单链核酸组装形成病毒颗粒，以及围绕合成聚合物或纳米技术或生物医学应用的带电纳米颗粒组装。我提出了一些例子，其中建模的努力促进了实验的突破，以及方向，建模和实验之间的联系可以加强。
2013-01-08 cond-mat.soft q-bio.BM
Group theory of icosahedral virus capsids: a dynamical top-down approach
我们探索使用自上而下的方法来分析二十面体病毒衣壳的动力学，并补充文献中自下而上的病毒振动研究所获得的信息。一个正常的模式分析的基础上，蛋白质缔合能量的频谱，在其中，我们揭示了一个普遍的高原共享的一个大类的卡斯帕-克卢格衣壳的低频模式。这些模式打破了二十面体对称性，并可能与基因组释放机制有关。我们评论的作用，病毒平铺理论在这样的动态考虑。
2008-06-05 q-bio.BM
Mechanisms of Size Control and Polymorphism in Viral Capsid Assembly
我们模拟组装动力学的二十面体衣壳从不同的构象（或准等价状态）之间的相互转换的亚基。模拟识别机制，亚基形成空衣壳只有一个形态，但自适应组装成不同的二十面体形态周围的纳米颗粒货物不同的大小，如最近的实验与雀麦花叶病毒（BMV）衣壳蛋白。适应性的货物转运需要适度的货物-亚基相互作用强度;更强的相互作用通过稳定具有不相称曲率的中间体来挫败组装。我们将模拟结果与豇豆褪绿斑驳病毒空衣壳和BMV衣壳组装在功能化纳米颗粒上的实验进行比较，并提出新的货物包装实验。最后，我们发现，空的和模板衣壳保持精确的空间有序的亚基构象中看到的晶体结构，即使相互作用，保持这种安排是有利的，少的热能，与实验观察，不同的亚基构象是高度相似的。
2009-06-29 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Viral genome structures are optimal for capsid assembly
了解病毒衣壳如何围绕其核酸（NA）基因组组装可以促进阻断病毒繁殖或重新设计衣壳用于基因治疗应用的努力。我们开发了一个粗粒度模型的衣壳蛋白和NA，我们调查组装动力学和热力学。与最近的理论模型相反，我们发现衣壳自发地“过度充电”;即，NA的负电荷超过衣壳上的正电荷。当应用于特定病毒时，最佳NA长度与天然基因组长度紧密对应。基于线性聚电解质而不是碱基配对的NA的计算低估了最佳长度，证明了NA结构对衣壳组装的重要性。这些结果表明，静电，排除的体积，NA三级结构是足以预测组装热力学和病毒选择性地将其基因组NA的能力可以解释，至少部分地，在热力学的基础上。
2013-05-15 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Classification of capped tubular viral particles in the family of Papovaviridae
病毒的一个重要组成部分是它的蛋白质外壳，称为病毒衣壳，它包裹并因此为病毒基因组提供保护。病毒衣壳通常是球形的，并且对于相当数量的病毒表现出整体二十面体对称性。相应的表面晶格，编码衣壳蛋白和亚基间键的位置，可以通过病毒平铺理论建模。体外实验表明，在不同的实验边界条件下，如pH值和盐浓度，管状颗粒可能会出现，而不是，或除了，球形的。为了开发描述球形和管状变体同时组装的模型，从而研究触发管状畸形作为干扰复制机制的手段的可能性，病毒瓦片理论必须扩展到包括具有端帽的管状晶格。这是针对乳多空病毒科的情况进行的，从病毒结构的角度来看，乳多空病毒科发挥着独特的作用，因为它们对应于所有五聚体晶格，即由五个蛋白质亚基的簇形成的晶格。这些结果为最近开发的装配模型的推广铺平了道路。
2005-10-14 q-bio.BM
Role of dynamic capsomere supply for viral capsid self-assembly
许多病毒依靠其衣壳的自组装来保护和运输其基因组物质。对于许多病毒系统，特别是对于导致持续感染的人类病毒如乙型肝炎病毒、腺病毒或人类免疫缺陷病毒，衣壳在宿主细胞的细胞质中连续产生，而完成的衣壳离开细胞进行新一轮感染。在这里，我们使用粗粒度的布朗动力学模拟一个通用的补丁粒子模型来阐明空的T1二十面体病毒衣壳的可逆自组装的动态供应的壳粒的作用。我们发现，对于高速率的衣壳流入只有一个狭窄的范围内的键强度存在的连续衣壳生产的稳定状态是可能的。对于小于和大于该最佳值的键强度，反应体积分别被小的和大的中间体所拥挤。对于较低速率的衣壳流入，存在更宽范围的结合强度，建立了连续衣壳生产的稳定状态，尽管现在衣壳的生产速率较小。因此，我们的模拟表明，在体外条件下典型的病毒衣壳组装的最佳结合强度的重要性可以通过在细胞环境中的衣壳的动态流入而降低。
2015-01-31 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.SC
Mechanical limits of viral capsids
本文利用计算机模拟的方法研究了病毒衣壳在外力作用下的弹性和机械稳定性。我们的方法允许实现对应于特定微结构的特定几何结构，例如$ϕ$ 29和CCMV。我们演示了如何在一个相结合的数值和实验方法的弹性参数可以确定高精度。实验观察到的双峰的弹性弹性常数示出的几何起源，即五价单位的存在下，在病毒壳。定义了衣壳破裂的标准，这很好地解释了实验观察到的破裂。从我们的数值计算中，我们发现断裂力对Föppl-von Kármán数（FvK）的依赖性是从$γ^{2/3}$到$γ^{1/2}$的交叉。对于填充的衣壳，高的内部压力导致具有屈曲基态的病毒比未屈曲的病毒更强的不稳定性。最后，我们展示了我们的数值计算的能量图可以用来提取信息的强度蛋白质-蛋白质相互作用的破裂实验。
2007-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
Dynamics of icosahedral viruses: what does Viral Tiling Theory teach us?
我们提出了一种自上而下的方法来研究二十面体病毒衣壳的动力学，其中每个蛋白质近似由一个点质量。虽然这代表了一个相当粗糙的粗粒化，我们认为，它突出了几个通用功能的振动光谱已被忽视到目前为止。我们还讨论了近似反转对称的后果以及病毒平铺理论在研究病毒衣壳振动中所起的作用。
2008-02-19 q-bio.BM
Structures of Spherical Viral Capsids as Quasicrystalline Tilings
具有二十面体对称性的球形病毒壳被认为是准晶镶嵌。类似于已知的卡斯帕-克卢格准等价理论，所提出的方法也最大限度地减少了蛋白质分子与其在壳中的邻居键合所需的构象的数量，但基于不同的几何原理。假设蛋白质分子中心位于具有相同边的瓦片的顶点处，并且不同瓦片类型的数量是最小的。得到了六种不同衣壳类型中不等价对称蛋白质位置的理想坐标。该方法以统一的方式描述了满足著名的卡斯帕-克鲁格几何模型的结构和与该模型相矛盾的结构。
2015-08-03 cond-mat.soft q-bio.BM
Assembly Models for Papovaviridae based on Tiling Theory
病毒的一个重要组成部分是它的蛋白质外壳，称为病毒衣壳，它包裹并因此为病毒基因组提供保护。组装模型是为病毒衣壳开发的，该病毒衣壳由蛋白质构建块构建，该蛋白质构建块可以在衣壳中呈现不同的局部键合结构。这种情况发生在乳多空病毒科的病毒中，这种病毒与癌症有关，因此卫生部门特别感兴趣。更具体地，该家族中的（假）T=7颗粒的病毒衣壳由表现出两种不同类型的键合结构的五聚体组成。虽然这种情况不能用卡斯帕-克鲁格理论（Caspar-Klug Theory，1962）来描述，但可以通过平铺理论（Twarock，2004）来建模。后者用于编码组合结构中构件的局部结合环境，称为组装树，其是沿着Zlotnick的平衡方法推导乳多空病毒科组装模型的基本成分（Zlotnick 1994）。相空间形式主义的特点是在组装途径和中间体的变化所引发的关联能量特征之间的键在衣壳中的积木的变化。此外，组装途径和浓度的统计上占主导地位的组装中间体被确定。以猿猴病毒40为例进行了详细的讨论。
2005-08-22 q-bio.BM
Genome packaging within icosahedral capsids and large-scale segmentation in viral genomic sequences
具有二十面体衣壳的病毒的装配和成熟必须与二十面体对称性协调。二十面体对称性也限制了基因组RNA/DNA和外壳蛋白之间的合作特异性相互作用，这应该反映在病毒基因组序列的准规则分割中。结合离散直接变换和双傅立叶变换，我们研究了不同ssRNA、ssDNA和dsDNA病毒基因组序列中的准规则大规模分割。其中，卫星烟草花叶病毒（Satellite Tobacco Mosaic Virus）、卫星烟草坏死病毒（Satellite Tobacco Necrosis Virus）、STNV-1、STNV-2、Escherichia coli MS 2、phiX 174、alpha 3、HK 97和猿猴病毒（Simian virus 40）等是代表性的病毒。在它们的基因组中，我们发现了与病毒体组装和二十面体衣壳内的基因组包装相关的基因组序列的显著准规则分段。我们还发现，我们的结果和现有的冷冻电子显微镜数据的衣壳结构和基因组包装在这些病毒之间的良好的对应关系。基因组序列的傅立叶分析提供了对分层基因组包装机制的额外见解，并且可用于验证病毒体组装中3倍或5倍中间体的概念。在选择模型和数据解释时应考虑序列分析的结果。它们也可能有助于抗病毒药物的开发。
2018-05-06 q-bio.BM q-bio.QM
Stochastic kinetics of viral capsid assembly based on detailed protein structures
我们提出了一个通用的计算框架，用于模拟病毒衣壳组装，这是定量和特异性的。从包含原子坐标的PDB文件开始，该算法基于图的刚性建立了蛋白质寡聚体的粗粒度描述。这些减少蛋白质的描述中使用的一个扩展的Gillespie算法调查的组装过程的随机动力学。从扩散Smoluchowski方程快速凝固，修改，以考虑水屏蔽和蛋白质结构的关联率。解离速率是通过将低聚物的分裂解释为类似于从多维井中逃逸的图形分区过程而得出的。这个模块化的框架是定量的，但计算上容易处理，有少量的物理参数。该方法说明使用两种不同的病毒被证明是遵循定量不同的组装途径。我们还展示了如何在这个模型中的准稳态动力学的组装可以被描述为一个马尔可夫级联过程中，只有少数中间体和一小部分的途径。所观察到的途径和中间体可以与衣壳寡聚物的结构和能量特性后验相关。
2006-10-28 q-bio.BM q-bio.QM
Electrostatic theory of viral self-assembly: a toy model
病毒从相同的衣壳蛋白和它们的基因组自组装，所述基因组由例如长单链（ss）RNA组成。对于一大类T = 3病毒，衣壳蛋白具有长的正N-末端尾。我们探讨了正N-末端尾巴扎根在衣壳的内表面和负SS RNA分子的刷之间的库仑相互作用所发挥的作用。我们发现，当SS RNA的总轮廓长度接近尾部的总长度时，病毒是最稳定的。对于这种结构，总RNA电荷的绝对值大约是衣壳电荷的两倍。这一结论与结构数据一致。
2007-02-02 cond-mat.soft q-bio.BM
Observation of Aerosolization-induced Morphological Changes in Viral Capsids
本研究通过X射线单颗粒成像和机器学习，首次实验观察到MS2噬菌体衣壳在气溶胶化后的屈曲转变，发现新构象并揭示其保护机制。
2024-07-16 eess.IV q-bio.BM
Kinetics of viral self-assembly: the role of ss RNA antenna
有一大类病毒是由大量相同的衣壳蛋白和ss RNA自组装而成的，衣壳蛋白具有长而灵活的N-末端尾巴。我们研究了强库仑相互作用的积极的N-末端尾巴与SS RNA在体外病毒自组装的动力学的作用。衣壳蛋白粘附在未组装的ss RNA链上（我们称之为“天线”），并在其上滑向组装位点。我们发现，在过量的衣壳蛋白，这样的一维扩散加速自组装超过十倍。另一方面，当ss RNA过量时，天线减慢了自组装。提出了几个实验来验证ss RNA天线的作用。
2007-02-02 cond-mat.soft q-bio.BM
Dynamics of Self-Assembly of Model Viral Capsids in the Presence of a Fluctuating Membrane
一个粗粒度的计算模型被用来研究波动的流体膜的动态补丁粒子组装成病毒衣壳样核心的影响。从广泛的参数范围内的模拟结果，显示不同的相互作用强度，膜刚度和膜粘度的影响。此外，水动力相互作用的影响进行了研究。对膜的吸引可以促进组装，包括对于在本体中不发生的子单元相互作用强度，并且还可以减少单核组装时间。膜出芽率强烈增加的流体动力学相互作用。膜的变形速率在确定有限时间产率中是重要的。更高的速率可以减少组装的熵损失，并有助于将子单元朝向彼此引导，但也可能阻止部分芯完成。为了增加亚单元相互作用强度，确定了三种具有不同膜效应的制度。
2013-06-07 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
The role of packaging sites in efficient and specific virus assembly
在许多单链RNA病毒（包括许多人类病原体）的生命周期中，一种称为衣壳的蛋白质外壳自发地组装在病毒基因组周围。了解衣壳蛋白在不同宿主RNA中选择性地围绕病毒RNA组装的机制是病毒学中的一个关键问题。在一种提出的机制中，基因组RNA内的序列元件（包装位点）通过与衣壳蛋白的特异性相互作用促进快速有效的组装。在这项工作中，我们开发了一个粗粒度的粒子为基础的计算模型的衣壳蛋白和RNA，代表蛋白质-RNA相互作用所产生的非特异性静电和特定的包装网站的相互作用。使用布朗动力学模拟，我们探讨了组装的效率和特异性如何取决于溶液条件（控制蛋白质-蛋白质和非特异性蛋白质-RNA相互作用）以及包装位点的强度和数量。我们确定不同的区域在参数空间中，包装网站导致高度特异性的组装通过不同的机制，和其他包装网站导致动力学陷阱。我们将这些计算预测与特异性的体外测定相关，其中同源病毒RNA与非同源RNA竞争衣壳蛋白组装。
2015-02-17 cond-mat.soft q-bio.BM
Thermodynamics of DNA packaging inside a viral capsid: the role of DNA intrinsic thickness
我们描述了一个厚的聚合物局限在一个球形区域的空间的平衡热力学。这是用来深入了解DNA包装过程。本研究的实验参考系是$ϕ$ 29噬菌体衣壳内基因组加载过程的最新表征。我们的重点是双链DNA作为一个灵活的厚聚合物（管），而不是珠和弹簧链的建模。通过使用有限尺寸标度外推我们的结果适合于$ϕ$ 29的基因组长度，我们发现，厚度引起的力可能占高达一半的实验测量在高包装密度。一个类似的协议被发现的总工作，必须花费在包装过程中。值得注意的是，这种协议可以在没有任何可调参数的情况下获得，并且仅仅是DNA厚度的结果。此外，我们提供了一个定量估计的持久性长度的聚合物取决于它的厚度。该表达式解释了单链和双链DNA的持续长度的显著差异（再次使用其各自部分的唯一输入和天然核苷酸/碱基对间距）。
2003-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Dynamics of DNA Ejection From Bacteriophage
DNA从细菌病毒（“噬菌体”）中喷射到其宿主细胞中是大分子链沿其长度穿过膜移位的生物学重要实例。这种运动最简单的机制是扩散，但在噬菌体排出的情况下，一个重要的驱动力来自病毒衣壳中DNA受到的高度应力。通过与宿主细胞质中的病毒DNA结合的蛋白质相关的棘轮力和熵力，进一步加速易位。我们制定了一个广义的扩散方程，包括这些各种推动和拉动的影响，并作出相应的速度在整个易位过程中的估计。衣壳中的应力是整个早期喷射的主导因素，由于结合颗粒的拉力在后期接管。还研究了限制效应，在噬菌体将其DNA注射到与衣壳大小相当的体积中的情况下。我们的研究结果表明，一系列的体外实验，涉及弹射的DNA到囊泡充满了不同量的结合蛋白的噬菌体，其状态的压力是由环境盐条件或通过调整基因组长度控制。
2005-07-14 q-bio.BM
Encapsulation of a polymer by an icosahedral virus
许多病毒的外壳蛋白自发地在核酸或其他聚合物周围形成二十面体衣壳。阐明包装的聚合物在衣壳形成中的作用可以促进生物医学工作，以阻止病毒复制，并使衣壳能够用于纳米材料应用。为此，我们执行布朗动力学的粗粒度模型，描述了二十面体衣壳组装周围的柔性聚合物的动力学。我们确定了几种机制，聚合物在其封装中发挥积极作用，包括合作的聚合物-蛋白质运动。这些机制与实验可控参数有关，如聚合物长度、蛋白质浓度和溶液条件。此外，模拟表明，组装机制与封装效率相关，我们提出了一个相图，预测组装结果作为实验参数的函数。我们预计，我们的模拟结果将提供一个框架，设计在体外组装实验的单链RNA病毒衣壳。
2010-09-20 q-bio.BM
A Note on Genome Organisation in RNA Viruses with Icosahedral Symmetry
病毒基因组在其蛋白质容器（称为病毒衣壳）内的结构组织是病毒结构的一个重要方面。许多单链（ss）RNA病毒将其基因组的重要部分组织在十二面体笼中，作为反映衣壳对称性的RNA双链体结构。Bruinsma和Rudnick提出了一个在这些笼子里的RNA结构组织的模型。本文的目的是进一步发展他们的方法的基础上，从图论和DNA网络工程领域的结果。我们首先提出了一个方案，pariacoto病毒，这类病毒的代表，这是积极的比以前推导出的更有利。然后，我们表明，它是一个代表整个家庭的笼结构，遵守相同的建设原则，然后推导出大力最佳配置的第二个家庭的笼结构沿类似的路线。最后，我们给出了推测的理由，这两个家庭更有可能发生在自然界中比其他场景。
2006-11-06 q-bio.BM
Conformational Dynamics of Supramolecular Protein Assemblies in the EMDB
电子显微镜数据库（EMDB）是一个快速增长的知识库，用于传播超分子蛋白组装体（包括马达、伴侣蛋白、细胞骨架组装体和病毒衣壳）的单粒子重建的结构数据。虽然这些组件的静态结构提供了重要的洞察其生物功能，其构象动力学和力学提供了额外的重要信息，其生物功能的机制。在这里，我们提出了一个无监督的计算框架，以分析和存储公共访问的超分子蛋白质组件的构象动力学存放在EMDB。构象动力学分析，使用正常模式分析的有限元框架，这是用来计算平衡的热波动，在分子运动中的互相关，和应变能分布的452目前存储在EMDB中的681个条目。乙型肝炎病毒衣壳，核糖体结合的终止因子RF2和GroEL的结果详细介绍和验证与全原子为基础的模型。EMDB中蛋白质组装体的构象动力学可能有助于解释其生物学功能，以及基于EM的结构的分类和细化。
2010-01-05 q-bio.BM
RNA topology remolds electrostatic stabilization of viruses
简单的RNA病毒有效地将其基因组封装到纳米大小的蛋白质外壳中：衣壳。基因组和衣壳蛋白的自发共组装主要由带负电荷的RNA和带正电荷的内衣壳壁之间的静电相互作用驱动。使用场论公式，我们表明，固有的分支RNA二级结构允许病毒最大限度地提高封装的基因组的量，使组装更有效，允许病毒RNA在感染的宿主细胞中复制过程中竞争细胞RNA。
2016-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
The effect of RNA stiffness on the self-assembly of virus particles
在许多体外条件下，一些小病毒自发地将单链（ss）RNA包裹到称为衣壳的蛋白质外壳中。虽然病毒RNA被发现是紧凑的和高度分支的，因为核苷酸之间的长距离碱基配对，最近的实验表明，在没有二级或更高级结构的ssRNA和病毒RNA之间的头对头竞争中，衣壳蛋白优先封装线性聚合物！本文研究了基因组刚性对RNA与衣壳蛋白复合物的解离自由能的影响。我们发现，由于碱基配对，有效链刚度的增加可能是在某些条件下线性链在支链上具有优势的原因，当涉及到双糖苷化效率。虽然分支使基因组更紧凑，但RNA碱基配对增加了RNA分子的有效库恩长度，这可能导致RNA限制的自由能增加，即RNA限制所需的功，从而降低包装效率。
2018-01-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Effects of RNA branching on the electrostatic stabilization of viruses
许多单链（ss）RNA病毒从衣壳蛋白亚基和核酸自组装以形成感染性病毒体。据信，带负电荷的RNA和带正电荷的病毒衣壳蛋白之间的静电相互作用驱动了包装，尽管越来越多的证据表明病毒RNA的序列也在包装中起作用。特别地，该序列将决定ssRNA在溶液中可能采用的二级结构。在这项工作中，我们使用平均场论来研究如何结合静电相互作用的RNA的二级结构影响组装的效率和组装的病毒粒子的稳定性。我们表明，RNA的二级结构可能会导致负渗透压，而线性聚合物在相同的条件下会导致正渗透压。这可能表明，分支结构使RNA更有效地包装和病毒粒子更稳定。
2016-08-09 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Reinforcement-guided generative protein language models enable de novo design of highly diverse AAV capsids
LASIGE, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa（里斯本大学科学学院LASIGE实验室）；BioISI, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa（里斯本大学科学学院BioISI实验室）；iBET – Instituto de Biologia Experimental e Tecnológica（生物实验与技术研究所）
本文提出基于蛋白质语言模型和强化学习的生成设计框架，用于从头设计高多样性的AAV衣壳，通过强化学习引导序列生成，提升序列空间探索能力。
2026-03-19 cs.LG q-bio.BM
Fluctuation-dissipation ratios in the dynamics of self-assembly
我们考虑两个看似非常不同的自组装过程：病毒衣壳的形成和粘性盘的结晶。在低温下，组装是无效的，因为存在许多亚稳态无序状态，这是动力学挫折的来源。我们使用波动耗散率来提取有关这种挫折程度的信息。我们表明，我们的分析是一个有用的指标，该系统的长期命运的基础上的早期阶段的组装。
2007-08-10 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Pathways for virus assembly around nucleic acids
了解病毒衣壳蛋白围绕其基因组组装的途径可以确定作为潜在药物靶点的关键中间体。在这项工作中，我们使用计算机模拟来表征组装在广泛的衣壳蛋白质相互作用强度和溶液离子强度。我们发现，组装途径可以分为两类，其中中间体是主要有序或无序。我们的研究结果表明，估计蛋白质-蛋白质和蛋白质-基因组结合亲和力可能足以预测哪种途径发生。此外，计算出的相图表明，知识的主导组装途径及其与控制参数的关系，可以确定最佳的策略，以阻止或重定向组装，以阻止感染。最后，模拟轨迹的分析表明，这两类组装途径可以区分在单分子荧光相关光谱或批量时间分辨小角度X射线散射实验。
2014-05-13 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Biological Consequences of Tightly Bent DNA: The Other Life of a Macromolecular Celebrity
DNA的力学性质在许多生物功能中起着关键作用。例如，病毒中的DNA包装涉及将病毒基因组限制在具有与DNA持久长度相当的尺寸的体积（病毒衣壳）中。类似地，真核生物的DNA被包装在DNA-蛋白质复合物（核小体）中，其中DNA紧紧地围绕蛋白质线轴弯曲。DNA也被许多调节转录的蛋白质紧紧地弯曲，导致基因表达的变化，这种变化适合于定量分析。在这些情况下，DNA环形成的长度与DNA持久长度相当或更小。本综述的目的是描述与紧密弯曲的DNA在所有这些设置的物理力，并探讨这种弯曲的生物学后果，越来越多的单分子技术。
2006-11-01 q-bio.BM q-bio.QM
How a Virus Circumvents Energy Barriers to Form Symmetric Shells
以往的自组装实验在一个二十面体的模式植物病毒已经表明，在生理条件下，衣壳蛋白最初结合到基因组，通过一个envelope机制，并形成一个无序状态的核蛋白复合物，这就提出了问题，病毒粒子是如何组装成一个高度有序的结构在宿主细胞。使用小角X射线散射，我们发现，在生理条件下，在衣壳蛋白浓度增加时，发生无序-有序过渡。我们的冷冻透射电子显微镜显示，即使在pH 7.5的封闭的球形壳含有体外转录的病毒RNA，与以前的观察结果形成鲜明对比。我们使用蒙特卡罗模拟来解释这种无序-有序的转变，并发现，随着壳的生长，无序的中间体的结构，其中五聚体的分布不属于二十面体的子群变得非常不利的能量，帽可以很容易地解离和重新组装，克服形成完美的二十面体壳的能量障碍。此外，我们监测的条件下，成核和生长的衣壳的生长是占主导地位的途径，并表明，在两个england和成核和生长途径的无序-有序转变的关键在于弹性能的强度相比，在系统中的其他力量，包括蛋白质-蛋白质相互作用和化学势的自由亚基。我们的发现至少部分解释了为什么具有二十面体有序结构的完美病毒体在不同的条件下形成，包括生理条件。
2020-03-30 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Monodisperse self-assembly in a model with protein-like interactions
我们研究的自组装行为与“蛋白质样”的相互作用，可以被认为是一个极小模型组装的病毒衣壳和其他壳状蛋白质复合物的补丁颗粒。我们深入探讨的热力学和动力学的自组装作为模型的参数的函数，并找到所有考虑的目标结构的强大的组装。最佳组装发生在参数空间的区域中，其中自由能势垒调节成核速率，从而防止可能导致形成不完整壳的单体供应的过早耗尽。相互作用也需要足够具体，以防止畸形壳的组装，但同时保持动力学可达性。为我们的模型计算的自由能景观有一个漏斗状的地形引导系统形成的目标结构，并显示粒子间相互作用的扭转分量防止无序聚集体的形成，否则将作为动力学陷阱。
2009-07-28 cond-mat.soft q-bio.BM
