大肠杆菌乳糖通透酶同向转运的平衡性质——一种随机游走模型方法

H+ 与乳糖的同向转运是大肠杆菌中重要的生理过程，因其与细胞能量供应密切相关。本文利用一种新提出的共转运模型，对大肠杆菌 LacY 蛋白的 H+ 与乳糖同向转运进行计算模拟，该模型考虑了“泄漏”现象（非偶联糖转运）并满足静息平衡条件。进而，我们研究了在不同共转运系统初态参数下，该共转运过程的平衡性质，包括平衡解及达到平衡状态所需时间。可以发现，在存在泄漏的情况下，H+ 与乳糖将分别达到各自的平衡状态，但“泄漏”强度对平衡解几乎无影响，而泄漏越强，H+ 与乳糖达到平衡所需时间越短。对于周质与胞质体积不同的大肠杆菌细胞，在恒定初始粒子浓度下进行共转运时，胞质 pH 稳定所需时间随周质与胞质体积比单调增加。对于某一大肠杆菌细胞，在其存活期间持续失水收缩时，由共转运使胞质 pH 稳定所需时间亦单调增加。上述现象及本文其他发现，不仅有助于进一步验证或改进模型，也加深了我们对大肠杆菌 LacY 蛋白共转运过程的理解。