Open Access

Elisabeth Catherina Widjajakusuma, Alessandra Villa, Gerhard Stock

• Molecular dynamics has been employed to study the effect of ion treatment on the stability of 14-nucleotide RNA hairpin of Coxsackievirus B3. Three AMBER force fields were used: AMBER94, AMBER98, and AMBER99, which showed no significant structural difference of the hairpin. Thereafter, we applied two different long-range electrostatic treatments that were reaction field and PME methods, and calculated the distribution of ions around the hairpin. Although the structural stabilities of the MD simulations using both methods were similar in 0.14 M Na+, ion environment around the hairpin was notably different. In particular, structural stabilition of the hairpin with increasing ion concentration and with ion Mg2+ cannot be accommodated by simulations using reaction field method. Furthermore, the MD simulations using PME method suggested the strong similarity in structural and dynamical properties of the hairpin with 0.14 M Na+, 0.50 M Na+, 1,03 M Na+, and 0.08 M Mg2+ concentrations. However, the simulations revealed different ion occupations of Na+ and Mg2+.
• Dinamika molekul telah digunakan untuk mempelajari pengaruh perlakuan ion pada stabilitas 14-nukleotida RNA jepit rambut dari Coxsackievirus B3. Tiga medan gaya AMBER digunakan: AMBER94, AMBER98, dan AMBER99, yang menunjukkan tidak ada perbedaan struktural yang signifikan dari jepit rambut tersebut. Setelah itu, diterapkan dua perlakuan yang berbeda untuk elektrostatik jarak-panjang menggunakan metode medan reaksi dan PME, dan dihitung distribusi ion di sekitar jepit rambut tersebut. Meskipun stabilitas struktur hasil simulasi MD menggunakan kedua metode adalah serupa pada 0,14 M Na+ , namun lingkungan ion di sekitar jepit rambut tersebut menunjukkan perbedaan. Secara khusus, stabilisasi struktur jepit rambut dengan peningkatan konsentrasi ion dan dengan ion Mg2+, tidak dapat diakomodasi oleh simulasi menggunakan metode medan reaksi. Simulasi MD menggunakan metode PME menunjukkan kesamaan yang kuat untuk sifat struktur dan sifat dinamis dari jepit rambut untuk konsentrasi 0,14 M Na+ , 0,50 M Na+ , 1,03 M Na+ , dan Mg2+ 0,08 M. Namun demikian, hasil simulasi mengungkapkan adanya sifat kerja yang berbeda untuk ion Na+ dan Mg2+ .