基于更新报酬理论的非进程分子马达输运分析
亚细胞过程
2018-09-28 v2 生物物理
摘要
我们提出并分析了一种由非进程分子马达进行货物输运的数学模型。在模型中，马达通过随机离散事件（对应于步进与结合/解离）改变状态，而货物位置遵循依赖于马达离散状态的随机微分方程（SDE）。由此得到的货物位置系统是一个 SDE，它根据控制马达动力学的马尔可夫跳跃过程随机切换。为研究该系统，我们（1）将货物位置纳入更新理论框架并推广了更新报酬定理；（2）分解连续与离散随机性来源，并利用由此产生的两个差异时间尺度。借助这些数学工具，我们得到了实验可测量（如货物速度与运行长度）的显式公式。分析这些公式进而对非进程聚集这一现象作出若干预测：单个马达无法输运货物，但两个及以上马达可以。我们发现，由于几何效应，马达的步进、结合与解离速率依赖于已结合马达的数量，是解释近期非进程马达实验数据的必要且充分条件。
引用
@article{arxiv.1711.04852,
title = {Analysis of non-processive molecular motor transport using renewal reward theory},
author = {Christopher E. Miles and Sean D. Lawley and James P. Keener},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04852},
year = {2018}
}
备注
updated to final journal version