随机游走与分子马达中的驻留时间对称性

可逆分子马达中的步进与驻留时间的统计不同于酶动力学中循环完成的统计。原因在于一个步进仅仅是机械化学循环中的若干转移之一。因此，酶动力学中关于循环完成的理论结果不适用于步进数据。为了进行正确的参数估计并指导数据分析和实验设计，需要一种考虑这一观察的理论处理。在本文中，我们基于向前和向后步进对应于同一转移的不同方向这一假设，利用首次通过过程对驻留时间分布以及向前和向后步数进行建模。我们扩展了近期针对单循环系统的结果，并考虑了完整的驻留时间分布以及具有多条通路、可检测子步和脱离的模型。我们的主要结果是一个针对可逆马达驻留时间分布的对称关系，以及某些相对步进频率与每循环自由能之间的关系。我们通过分析近期细菌鞭毛马达的步进数据来展示我们的结果，并讨论其对力产生亚基的效率与可逆性的启示。关键词：马达蛋白；单分子动力学；酶动力学；鞭毛马达；马尔可夫过程；非平衡涨落。