拥挤与暂停强烈影响驱动蛋白-1 沿微管的运动动力学
生物物理
2018-10-17 v1
摘要
驱动蛋白-1(kinesin-1)家族的分子马达沿微管(MTs)以定向且持续的方式进行运动。人们普遍认为马达的空间位阻会导致拥挤效应;然而,关于所涉及的具体相互作用却知之甚少。我们采用基于智能体的晶格气体模型,研究增强拥挤丝状物上马达脱离的相互作用对其集体动力学的影响。我们模型的预测与实验观察到的关键马达特性(包括其运行长度、驻留时间、速度和着陆率)的浓度依赖性在定量上一致。从表现出相对较长暂停的个体马达的异常步进统计中,我们推断驱动蛋白-1 马达有时会陷入非活性状态。由此,交通堵塞放大了单个非活性马达的影响,并导致由此产生的无运动或慢速运动时段的出现频率和持续时间具有拥挤依赖性。我们解读这些发现并得出结论:驱动蛋白-1 在其步进周期中相当大一部分时间处于弱结合状态,此时仅其两个头中的一个与微管结合。
引用
@article{arxiv.1805.03432,
title = {Crowding and pausing strongly affect dynamics of kinesin-1 motors along microtubules},
author = {Matthias Rank and Erwin Frey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03432},
year = {2018}
}