配体可逆结合至球形细胞的自洽理论

本文利用自洽随机理论研究了配体可逆结合至球形细胞表面受体的动力学。结合、解离、扩散和配体再结合被系统地纳入该理论中。我们明确推导了不同 regime 下配体结合受体分数 $p(t)$ 的时间演化。与普遍接受的观点相反，我们发现著名的 Berg-Purcell 结合速率标度随时间而变化。具体而言，有效结合速率随时间非单调变化，在极早期和极晚期等于本征速率，而在中间时段近似等于 Berg-Purcell 值。有效解离速率（如结合曲线中所示或在解离实验中测得）受到再结合事件的强烈修正，除极晚期外均取 Berg-Purcell 值，而在极晚期衰变为代数形式而非指数形式。在平衡状态下，溶液中各处的配体浓度相同且等于其空间平均值，从而确保细胞附近没有耗尽。本文还讨论了我们的结果对结合实验和配体 - 受体系统数值模拟的意义。