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基于三磷酸腺苷调节的分子马达单向能量跃迁模型

李晨璞 韩英荣 展永 谢革英 胡金江 张礼刚 贾利云

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基于三磷酸腺苷调节的分子马达单向能量跃迁模型

李晨璞, 韩英荣, 展永, 谢革英, 胡金江, 张礼刚, 贾利云

The single-direction energy transition model of molecular motor based on the control of adenosine triphosphate

Li Chen-Pu, Han Ying-Rong, Zhan Yong, Xie Ge-Ying, Hu Jin-Jiang, Zhang Li-Gang, Jia Li-Yun
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  • 分子马达的梯跳运动和在过阻尼溶液中动力学原理尚未揭示清楚, 从分子马达输运特点和实验现象出发, 构建满足朗之万方程的单向能量跃迁模型, 并通过Monte Carlo方法分析了分子马达的随机动力学行为. 结果表明, 在合适的跃迁能量作用下, 分子马达可以利用噪声进行稳定的梯跳运动和有效的输运, 但负载力会减弱分子马达系统的输运能力; 轨道周期势虽影响分子马达速度的大小但不会改变其运动方向, 分子马达运动方向由跃迁能量决定; 另外, 虽然在不同的噪声强度时平均速度不为零, 但是分子马达系统的高效输运对噪声有一定选择性.
    The dynamic principle of molecular motor transport in overdamped solution remains unclear. Starting from the transport characteristics and phenomenon of the molecular motor system, the single-direction energy transition model is established, which conforms to the Langevin equation, and the stochastic dynamics of molecular motors is analyzed by Monte Carlo simulations. Results show that with the right transition energy, molecular motors could take a stable stepping motion and effective transport by means of the environment noise, and the load force can weaken material transportation of the molecular motor system. The potential field between a molecular motor and its orbit can affect the magnitude of the velocity of motor, but cannot change the direction of the velocity, the direction of motion of the molecular motor therefore is adjusted by the transition energy of the motor. In addition, although the average velocity is not zero for different noise intensities, the efficient transport of a molecular motor system indicates that the system is selective for the noise intensity.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10975045);河北省教育厅科研基金(批准号:2008427c、Z2012175)和张家口市科学技术研究项目(批准号:1101006B)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10975045), the Scientific Research Foundation of the Education Department of Hebei Province, China (Grant Nos. 2008427c, Z2012175), and the Scientific Research Foundation of ZhangJiaKou City, Hebei Province, China (Grant No. 1101006B).
    [1]

    Rogat A D, Miler K G 2002 Journal of Cell Sciencs 115 4855

    [2]

    Hasson T, Gillespie P G, Garcia J A, MacDonald R B, Zhao Y D, Yee A G, Mooseker M S, Corey D P 1997 Journal of Cell Biology 137 1287

    [3]

    Bao J D, Zhuo Y Z 1998 Chinese Science Bulletin 43 1493

    [4]

    Bao J D 1997 Chinese Journal of Computational Physics 14 463 (in Chinese) [包景东 1997 计算物理 14 463]

    [5]

    Marchesoni F 1997 Physical Review E 56 2497

    [6]

    Guo C, Yin Y H 2010 Chinese Science Bulletin 55 2675 (in Chinese) [郭朝, 殷跃红 2010 科学通报 55 2675]

    [7]

    Kolomeisky A B, Fisher M E 2003 Biophysical Journal 84 1642

    [8]

    Xu W, Zhang X Y 2007 Chin. Phys. 16 928

    [9]

    Bai W S M, Peng H, Tu Z, Ma H 2012 Acta Phys. Sin. 61 210501 (in Chinese) [白文斯密, 彭皓, 屠浙, 马洪 2012 物理学报 61 210501]

    [10]

    Wu W X, Zhao T J, Zhan Y, Guan R H 2003 Journal of Hebei University of Technology 32 15 (in Chinese) [吴魏霞, 赵同军, 展永, 关荣华 2003 河北工业大学学报 32 15]

    [11]

    Feng J, Zhuo Y Z 2005 Chinese Physics Letters 22 503

    [12]

    Zhan Y, Zhao T J, Zhuo Y Z, Wu X Z 1998 Acta Biophysica Sinica 14 737 (in Chinese) [展永, 赵同军, 卓益忠, 吴锡真 1998 生物物理学报 14 737]

    [13]

    Zhou Y, Bao J D 2004 Physica A 343 515

    [14]

    Feng J, Zhuo Y Z 2005 Chinese Physics Letters 22 503

    [15]

    Astumian R D 1997 Science 276 917

    [16]

    Bao J D, Zhuo Y Z, Wu X Z 1996 Phy. Lett. A 215 154

    [17]

    Wang M D, Schnitzer M J, Yin H, Landick R, Gelles J, Block S M 1998 Science 282 902

    [18]

    Fisher M E, Kolomeisky A B 2011 PNAS 98 7748

    [19]

    Wang H Y, Bao J D 2010 Physica A 389 433

    [20]

    Li F Z, Su W F, Hu K H 2009 Acta Biophysica Sinica 25 133 (in Chinese) [李防震, 苏万芳, 胡匡祜 2009 生物物理学报 25 133]

    [21]

    Chen Z X 2003 Computational physics(Vol.2)(Harbin:Harbin Institute of Technology Press) p92 (in Chinese) [陈锺贤 2003 计算物理学(第二版)(哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社)第92页]

    [22]

    Kaan H Y K, Hackney D D, Kozielski F 2011 Science 333 883

    [23]

    Xie P, Dou S X, Wang P Y 2005 Chin. Phys. 14 744

    [24]

    Ménétrey J, Bahloul A, Wells AL 2005 Nature 435 779

    [25]

    Chen J C, Su G Z 2010 Thermodynamics and statistical physics(Vol.1) (Beijing:Science Press) p268 (in Chinese) [陈金灿, 苏国珍 2010 热力学与统计物理学(第一版)(北京: 科学出版社)第268页]

  • [1]

    Rogat A D, Miler K G 2002 Journal of Cell Sciencs 115 4855

    [2]

    Hasson T, Gillespie P G, Garcia J A, MacDonald R B, Zhao Y D, Yee A G, Mooseker M S, Corey D P 1997 Journal of Cell Biology 137 1287

    [3]

    Bao J D, Zhuo Y Z 1998 Chinese Science Bulletin 43 1493

    [4]

    Bao J D 1997 Chinese Journal of Computational Physics 14 463 (in Chinese) [包景东 1997 计算物理 14 463]

    [5]

    Marchesoni F 1997 Physical Review E 56 2497

    [6]

    Guo C, Yin Y H 2010 Chinese Science Bulletin 55 2675 (in Chinese) [郭朝, 殷跃红 2010 科学通报 55 2675]

    [7]

    Kolomeisky A B, Fisher M E 2003 Biophysical Journal 84 1642

    [8]

    Xu W, Zhang X Y 2007 Chin. Phys. 16 928

    [9]

    Bai W S M, Peng H, Tu Z, Ma H 2012 Acta Phys. Sin. 61 210501 (in Chinese) [白文斯密, 彭皓, 屠浙, 马洪 2012 物理学报 61 210501]

    [10]

    Wu W X, Zhao T J, Zhan Y, Guan R H 2003 Journal of Hebei University of Technology 32 15 (in Chinese) [吴魏霞, 赵同军, 展永, 关荣华 2003 河北工业大学学报 32 15]

    [11]

    Feng J, Zhuo Y Z 2005 Chinese Physics Letters 22 503

    [12]

    Zhan Y, Zhao T J, Zhuo Y Z, Wu X Z 1998 Acta Biophysica Sinica 14 737 (in Chinese) [展永, 赵同军, 卓益忠, 吴锡真 1998 生物物理学报 14 737]

    [13]

    Zhou Y, Bao J D 2004 Physica A 343 515

    [14]

    Feng J, Zhuo Y Z 2005 Chinese Physics Letters 22 503

    [15]

    Astumian R D 1997 Science 276 917

    [16]

    Bao J D, Zhuo Y Z, Wu X Z 1996 Phy. Lett. A 215 154

    [17]

    Wang M D, Schnitzer M J, Yin H, Landick R, Gelles J, Block S M 1998 Science 282 902

    [18]

    Fisher M E, Kolomeisky A B 2011 PNAS 98 7748

    [19]

    Wang H Y, Bao J D 2010 Physica A 389 433

    [20]

    Li F Z, Su W F, Hu K H 2009 Acta Biophysica Sinica 25 133 (in Chinese) [李防震, 苏万芳, 胡匡祜 2009 生物物理学报 25 133]

    [21]

    Chen Z X 2003 Computational physics(Vol.2)(Harbin:Harbin Institute of Technology Press) p92 (in Chinese) [陈锺贤 2003 计算物理学(第二版)(哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社)第92页]

    [22]

    Kaan H Y K, Hackney D D, Kozielski F 2011 Science 333 883

    [23]

    Xie P, Dou S X, Wang P Y 2005 Chin. Phys. 14 744

    [24]

    Ménétrey J, Bahloul A, Wells AL 2005 Nature 435 779

    [25]

    Chen J C, Su G Z 2010 Thermodynamics and statistical physics(Vol.1) (Beijing:Science Press) p268 (in Chinese) [陈金灿, 苏国珍 2010 热力学与统计物理学(第一版)(北京: 科学出版社)第268页]

  • [1] 陈润, 邵旭萍, 黄云霞, 杨晓华. BrF分子电磁偶极跃迁转动超精细微波谱模拟. 物理学报, 2023, 72(4): 043301. doi: 10.7498/aps.72.20221957
    [2] 王霞, 贾方石, 姚科, 颜君, 李冀光, 吴勇, 王建国. 类铝离子钟跃迁能级的超精细结构常数和朗德g因子. 物理学报, 2023, 72(22): 223101. doi: 10.7498/aps.72.20230940
    [3] 李德彰, 卢智伟, 赵宇军, 杨小宝. 自旋半经典朗之万方程一般形式的探讨. 物理学报, 2023, 72(14): 140501. doi: 10.7498/aps.72.20230106
    [4] 刘妮, 王建芬, 梁九卿. 双光腔耦合下机械振子的基态冷却. 物理学报, 2020, 69(6): 064202. doi: 10.7498/aps.69.20191541
    [5] 邓琪敏, 邹亚中, 包景东. 耦合系统的朗之万动力学产生法. 物理学报, 2014, 63(17): 170502. doi: 10.7498/aps.63.170502
    [6] 周兴旺, 林丽烽, 马洪, 罗懋康. 空时非对称分数阶类Langevin棘齿. 物理学报, 2014, 63(16): 160503. doi: 10.7498/aps.63.160503
    [7] 王荣, 修俊玲, 牛英煜. 利用多光子跃迁控制基态HF分子布居转移. 物理学报, 2013, 62(9): 093301. doi: 10.7498/aps.62.093301
    [8] 付佳, 樊群超, 孙卫国, 胡石, 江永红. VN分子R线系跃迁结构的研究与分析. 物理学报, 2013, 62(23): 233301. doi: 10.7498/aps.62.233301
    [9] 林丽烽, 周兴旺, 马洪. 分数阶双头分子马达的欠扩散输运现象. 物理学报, 2013, 62(24): 240501. doi: 10.7498/aps.62.240501
    [10] 李晨璞, 韩英荣, 展永, 胡金江, 张礼刚, 曲蛟. 肌球蛋白Ⅵ分子马达周期势场下的弹性扩散模型. 物理学报, 2013, 62(23): 230501. doi: 10.7498/aps.62.230501
    [11] 蒋泽南, 房超, 孙立风. 朗之万方程及其在蛋白质折叠动力学中的应用. 物理学报, 2011, 60(6): 060502. doi: 10.7498/aps.60.060502
    [12] 张俊, 谭平恒, 赵伟杰. 利用径向呼吸模及其倍频模的共振特性精确测定单壁碳纳米管的电子跃迁能量. 物理学报, 2010, 59(11): 7966-7973. doi: 10.7498/aps.59.7966
    [13] 樊华, 李理, 袁坚, 山秀明. 互联网流量控制的朗之万模型及相变分析. 物理学报, 2009, 58(11): 7507-7513. doi: 10.7498/aps.58.7507
    [14] 宋晓书, 程新路, 杨向东, 令狐荣锋. 氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在高温下的线强度. 物理学报, 2007, 56(8): 4428-4434. doi: 10.7498/aps.56.4428
    [15] 李 微, 赵同军, 郭鸿涌, 纪 青, 展 永. 布朗马达的非均匀高斯跃迁模型. 物理学报, 2004, 53(11): 3684-3689. doi: 10.7498/aps.53.3684
    [16] 展永, 包景东, 卓益忠, 吴锡真. 布朗马达的定向输运模型. 物理学报, 1997, 46(10): 1880-1887. doi: 10.7498/aps.46.1880
    [17] 胡响明. 双光子双模激光的朗之万理论. 物理学报, 1995, 44(12): 1921-1928. doi: 10.7498/aps.44.1921
    [18] 胡响明, 汪德新. 光抽运双光子激光朗之万量子理论. 物理学报, 1992, 41(3): 437-441. doi: 10.7498/aps.41.437
    [19] 向天翔, 孙胜, 龚顺生, 王嘉铭. 态—态振动能量跃迁的时间分辨研究(Ⅰ)——碘分子的自碰撞过程. 物理学报, 1990, 39(10): 1547-1554. doi: 10.7498/aps.39.1547
    [20] 周光召, 苏肇冰, 郝柏林, 于渌. 非平衡统计场论与临界动力学(Ⅰ)——广义朗之万方程. 物理学报, 1980, 29(8): 961-968. doi: 10.7498/aps.29.961
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-18
  • 修回日期:  2013-06-08
  • 刊出日期:  2013-10-05

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