脂双层中蛋白质聚集-扩散的曲率驱动反馈

膜弯曲因其在细胞生物学中广泛的关联意义，是一个从建模与实验角度均被充分研究的问题。膜中许多产生曲率的方面可归因于蛋白质与膜之间的相互作用。这些相互作用包括蛋白质扩散以及因膜平面内蛋白质-蛋白质相互作用而形成的聚集体。近来，我们开发了一个将脂质的面内流动与蛋白质扩散同膜的面外弯曲相耦合的模型。基于该工作，本文我们聚焦于在膜弯曲与扩散存在下，蛋白质在膜表面显式聚集的作用。我们建立了一个综合框架，包含脂质流动、膜弯曲、蛋白质分布的熵，以及显式聚集势，并推导了该耦合系统的控制方程。我们将此框架与 Cahn-Hilliard 形式体系进行比较，以预测蛋白质在膜上形成图样的 regime。我们通过数值模拟展示该模型的效用，预测当聚集与扩散同曲率生成耦合时，如何改变膜-蛋白质相互作用的格局。