含探针粒子的分子马达模型经热力学一致粗粒化后的有效速率
统计力学
2015-02-20 v1 生物物理
生物大分子
摘要
许多关于分子马达的单分子实验不仅包含马达本身，还包含与其耦合的大探针粒子。然而，对这些实验的理论分析往往只考虑代表马达的自由度。我们提出了一种粗粒化方法，该方法通过以热力学和动力学一致的方式消除探针粒子的动力学，将包含代表马达和探针粒子的两个耦合自由度的模型映射为这种有效的单粒子模型。粗粒化后的速率服从局部细致平衡条件，并复现净电流。此外，平均熵产生以及热力学效率在此粗粒化过程下保持不变。我们的分析表明，只有假设探针粒子具有不切实际的快速运动时，粗粒化跃迁速率才与传统使用的单粒子马达模型的跃迁速率一致。此外，我们发现对于多循环马达，失速力可能依赖于探针尺寸。我们将此粗粒化方法应用于 F1-ATPase 和驱动蛋白马达的具体案例研究。
引用
@article{arxiv.1501.07616,
title = {Effective rates from thermodynamically consistent coarse-graining of models for molecular motors with probe particles},
author = {Eva Zimmermann and Udo Seifert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.07616},
year = {2015}
}
备注
Phys. Rev. E, in press