核酸分子之间的相互作用及其柔性对核酸的折叠,转录等生理功能有着重要的影响。在正常生理条件下,组成核酸的每个核苷酸单元均带约一个单位的负电荷,因此一个核酸分子骨架上带有很高密度的负电荷。核酸在折叠成紧凑三级结构的过程中,需要有正价离子或者蛋白质的参与来克服其分子内部的库伦斥力。因此,金属离子对核酸结构的折叠以及其结构的稳定性起着很重要的作用。本文主要研究了溶液中二价离子对DN A间的相互作用的影响和酒精溶液环境对DN A结构柔性的影响,我们分别用两个部分介绍这两个工作。(1)DNA间相互作用的研究。一般认为申价阳离子和非特异性结合的二价阳离子不能使得双链(ds)DNA发生凝聚。然而最近的实验发现碱土金属离子如Mg2+可以导致三链(ts)DNA的凝聚,对这个现象,从微观层次上我们依然对二价离子媒介的DNA之间的相互作用缺乏深入的了解。在本工作中,我们采用全原子分子动力学模拟直接计算了两个tsDNA分子之间,两个dsDNA之间和tsDNA与dsDNA之间在Mg2+溶液中的平均力势(potential ofmeanforce,PMF)。我们的结果表明,tsDNA之间的PMF表现为明显的相互吸引,并且随着Mg2+浓度的升高而增强,而即使在非常高的Mg2+浓度条件下,dsDNA之间的PMF也没表现出明显的吸引。我们的分析显示,Mg2+可以以内结合的方式结合在DNA的沟中,或者与外结合的方式结合在磷酸基团附近。对于tsDNA来说,外结合Mg2+占的比例相比dsDNA更大,更高比例的外结合离子有利于形成DNA之间的离子桥,在桥接离子的媒介下,tsDNA之间产生有效的相互吸引。此外,进一步的分析显示了 DNA间相互作用力与桥接离子存在强的相关性,直接表明了桥接离子的桥接作用是DNA之间相互吸引力的来源。(2)酒精溶液中DNA的结构柔性。我们通过全原子分子动力学模拟了dsDNA、dsRNA在水溶液中,和dsDNA在～80%酒精溶液中长达1μm的轨迹。通过计算RMSD和主成分分析方法比较了三种结构的总体柔性,发现B-DNA的总体柔性最大,而A-DNA的最小。但是B-DNA的拉伸模量反而最大,这主要是B-DNA的inclination最小导致的。而对于A-RNA和A-DNA,由于其H-rise有inclination和slide两个自由度的贡献,其拉伸模量很小。对于三种螺旋结构,它们的扭转模量相对说来差别较小。此外,我们考察了伸缩-扭转耦合,考虑相关性计算出来的弹性模量与只单独考虑一个自由度计算出来的值很接近,说明了伸缩-扭转耦合是一个比较微弱的效应。我们的计算值与实验结果一致,表明B-DNA在伸长时旋紧,而A-RNA在伸长时解旋。对于A-DNA。,其耦合常数很小,但符号与B-DNA一致,跟以往基于粗颗粒化的预测相反。