马达蛋白沿非均匀微管的运输
亚细胞过程
2020-05-06 v1 软凝聚态物质
偏微分方程分析
摘要
许多细胞过程依赖于细胞在细胞核与外部之间运输物质的能力。由许多微管和肌动蛋白丝组成的网络是实现这种运输的关键。最近，细胞内运输的抑制已被认为与阿尔茨海默病和肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 等神经退行性疾病有关。此外，微管可能包含所谓的缺陷区域，在这些区域中，由于其他马达和微管相关蛋白的积累，马达蛋白的速度会降低。在这项工作中，我们提出了一个新的数学模型，用于描述马达蛋白在包含缺陷区域的微管上的运动。我们采用从第一性原理晶格模型导出的平均场方法来研究马达蛋白的动力学和密度分布。具体而言，给定一组模型参数，我们获得了给定微管上平衡密度分布的闭式表达式。然后，我们通过对离散模型的数学分析和 Monte Carlo 模拟来验证解析结果。这项工作将有助于对非均匀微管的基础理解，提供对可能导致神经退行性疾病发病的微观相互作用的见解。我们对非均匀微管的结果与先前研究均匀情况的工作相一致。
引用
@article{arxiv.2005.01955,
title = {Motor protein transport along inhomogeneous microtubules},
author = {Shawn D. Ryan and Zachary McCarthy and Mykhailo Potomkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.01955},
year = {2020}
}