相互作用分子马达弛豫至稳态的动力学
软凝聚态物质
2018-01-17 v1
摘要
马达蛋白是驱动多种生物过程的活性酶分子，包括遗传信息传递、细胞内运输、细胞运动和肌肉收缩。已知这些生物分子马达通常通过集体作用来执行其细胞任务，且个体马达之间存在相互作用，这些相互作用决定了整体的集体行为。与马达蛋白集体动力学相关的基本问题之一是它们是否在稳态条件下运作。为了研究这一问题，我们分析了相互作用分子马达系统向稳态的弛豫。我们的方法利用了最近发展起来的理论框架，该框架将马达蛋白的集体动力学视为相互作用粒子的完全非对称简单排他过程，其中相互作用通过热力学一致的方法加以考虑。利用基于平均场描述并考虑部分关联的畴壁方法分析了向稳态弛豫的动力学。研究发现，对于排斥相互作用，系统会快速弛豫，而吸引相互作用总是减缓达到稳态的过程。还预测在某个参数范围内，弱排斥相互作用可能实现最快的弛豫。我们的理论预测通过蒙特卡罗计算机模拟进行了检验。简要讨论了我们的发现对生物系统的意义。
引用
@article{arxiv.1708.00881,
title = {Dynamics of relaxation to a stationary state for interacting molecular motors},
author = {Luiza V. F. Gomes and Anatoly B. Kolomeisky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.00881},
year = {2018}
}