势景观在通道单列扩散中的作用
软凝聚态物质
2017-06-26 v1
摘要
胶体粒子通过狭窄通道的输运在细胞生物学中普遍存在，并且在微流体应用或靶向药物递送中日益重要。细胞中的膜通道因其高效率、选择性以及对外部涨落的鲁棒性，成为人工设计的有用模型。在此，我们模拟被动通道，即货物仅受沿途势剖面影响而简单扩散通过的通道。被动转运蛋白通过与通道内货物的结合相互作用实现高水平的效率和特异性。然而，这导致了一个悖论：为何那些狭窄到会被货物堵塞的通道，会进化出结合货物的区域，而这实际上会堵塞它们？利用布朗动力学模拟，我们展示了不同的势（尤其是对称势）能增加通过狭窄被动通道的通量，并研究了势的形状和深度如何影响通量。我们发现，对于某些势形状存在最佳深度，且在通道的扩展区域施加小力是最有效的。另一方面，拥有多个空间离散的结合口袋不会显著改变通量。我们还探讨了源于粒子与其邻居之间成对相互作用的多粒子效应的作用，并证明通量的相对变化可以通过通道末端的吸收反应动力学来解释。
引用
@article{arxiv.1409.4315,
title = {Role of the potential landscape on the single-file diffusion through channels},
author = {S. D. Goldt and E. M. Terentjev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.4315},
year = {2017}
}