肌球蛋白II通过非线性弹性在肌肉收缩中的协同作用

肌球蛋白II通过在肌动蛋白丝上多个马达的协同作用产生力，在肌肉收缩中起着关键作用。在本研究中，我们整合了单个肌球蛋白II颈部连接子的非线性弹性，并利用单马达与多马达的组合模型，在微观态和介观态层面上全面研究其协同性与动力学的演化。我们发现相当比例的肌动蛋白结合马达处于中程动力冲程和后动力冲程状态，且我们的非线性模型揭示了它们增强的载荷分担能力。此外，我们系统地探讨了机械载荷和ATP浓度对肌球蛋白II马达的影响。值得注意的是，我们观察到肌动蛋白的平均净距离在低ATP浓度下从弱载荷敏感区转变为较高ATP浓度下的载荷敏感区。进一步，增加载荷或将ATP浓度提升至饱和可增强肌球蛋白丝的效率与输出功率。而且，肌球蛋白丝的效率随动力冲程强度增加而提高，在特定范围内达到最大，超过该阈值后下降。最后，我们探究了肌球蛋白丝的平均运行时间/长度与平均存在概率，阐明其整体行为。