具有两状态活性掺杂物膜中的有限尺寸域

我们提出了一个模型, 导致生物膜中非平衡有限尺寸域的形成。该模型考虑到活性构象变更以及掺杂物密度与膜曲率之间的耦合。通过蒙特卡罗模拟研究了两种特殊情况, 即不同相互作用。情况(i)中, 活跃状态的掺杂物倾向于聚集。在情况(ii)中, 基态掺杂物倾向于聚集。当掺杂物密度与局部膜曲率无耦合时, 在情况(i)中, 掺杂物簇的典型长度尺度($\sqrt{M}$)对掺杂物激发率($K_{on}$)的依赖较弱, 但当$K_{on}$足够大时, 长度尺度迅速增加; 在情况(ii)中, $\sqrt{M}\sim {K_{on}}^{-{1/3}}$, 适用于较宽的$K_{on}$范围。当掺杂物密度与局部膜曲率耦合时, 曲率耦合为掺杂物簇提供了上限。在情况(i)中(情况(ii)), 当$K_{off}$($K_{on}$)足够大时, 基态(活跃态)掺杂物聚集的时间不足, 从而抑制了掺杂物的形成。我们还发现, 掺杂物在膜中的迁移率取决于掺杂物-曲率耦合。我们的研究表明, 产生生物膜中有限尺寸域的可能机制。