显式溶剂格子模型中液-液相分离：模拟蛋白溶液
软凝聚态物质
2026-05-26 v1
摘要
生物相互作用物质在细胞过程中发挥着 essential 的作用，近期研究致力于理解其组装和理性设计原理。本研究采用基于格子气体哈密顿量、带有准固定无序的显式溶剂最小统计力学模型——模拟 crowders——来探讨蛋白-溶剂和蛋白-crowder 相互作用如何影响相变行为和形貌。计算得到的相图揭示了丰富的行为，包括在不同蛋白-溶剂相互作用下呈现上临界溶解温度（UCST）、环形和回归型相变，在平衡与非平衡条件下均可观察。我们阐明了这些相行为变化的起源，检验了蛋白-crowder 相互作用在调制浓缩相形貌和稳定性中的作用。我们进一步将该模型扩展至二元蛋白混合物，在有无准固定无序的情况下研究了相行为。若无无序，系统表现出多样的相分离形貌——部分湿润、完全湿润、分离型和关联型——相边界对蛋白-溶剂相互作用极其敏感。引入准固定无序（或 crowder）后，导致更复杂的形貌谱系，这些形貌由蛋白-蛋白、蛋白-溶剂和蛋白-crowder 相互作用参数之间的相互作用决定。总体而言，本工作强调，蛋白-溶剂和蛋白-crowder 相互作用，以及蛋白-蛋白相互作用，都可作为调制相互作用物质形貌的关键调节参数。这些见解可能指导未来的计算和实验研究，以设计刺激响应型相互作用物质。
引用
@article{arxiv.2605.26027,
title = {Liquid-Liquid Phase Separation in a Minimal Explicit-Solvent Lattice Model Mimicking Protein Solutions},
author = {Siddhartha Roy and Rakesh S. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.26027},
year = {2026}
}