分子机器中的能量与信息流

分子机器在所有生命体中在不同形式之间转导自由能。虽然它们本身确实是机器，但与宏观机器不同，分子机器的特点是随机涨落、过阻尼动力学和软组件，并且在远离热力学平衡的状态下运行。此外，信息是分子机器的一种相关自由能资源，导致了纳米尺度引擎的新运行模式。为了实现工程化合成纳米机器的目标，一个重要目标是理解分子机器如何在生物系统中转导自由能以执行其功能。在这篇综述中，我们讨论了分子机器内自由能转导的非平衡热力学，重点量化了其组件之间的能量和信息流。我们回顾了来自理论、建模和实验推断的结果，这些结果揭示了分子机器的内部热力学，并最终探讨了从考虑这些相互作用中我们能学到什么。