集体变形模式促进类蛋白粒子的纤维状自组装

粒子自组装成有序结构是生物体的关键特征，也是一项重大工程挑战。虽然它可以通过完美匹配、拼图块般粒子的结合进行，但许多其他情形涉及必须变形才能契合的欠拟合粒子。这包括一些已知易形成纤维状聚集物的病理蛋白。尽管有此观察，粒子个体特性与聚集体整体结构之间的普遍关系仍未被理解。为阐明该关系，我们分析并数值研究了二维可变形欠拟合粒子的自组装。我们发现，中等黏性粒子倾向于形成平衡的自限聚集体，其尺寸由可延展至多个粒子的集体变形相关的弹性边界层决定。因此，具有软内部变形模式的粒子会产生大聚集体。此外，当粒子不可压缩时，其聚集体往往呈各向异性且纤维状。我们的结果在具有随机选取弹性性质的更复杂粒子模型中依然成立。这表明诸如变构与不可压缩等通用蛋白特性可能有利于蛋白聚集中的纤维形成，并为人工自组装结构设计提供了原理。