表面结合螺旋丝的形状选择：弯曲膜上的生物聚合物
软凝聚态物质
2016-11-03 v1 生物物理
摘要
为理解生物丝与各类膜相互作用的行为，我们研究了结合于弯曲膜的本质螺旋丝的形状与热力学理论模型。我们表明，丝-表面相互作用导致大量非均匀形状平衡，其中丝随表面相互作用与表面曲率的增加而从固有扭转逐渐解绕，最终采取均匀接触弯曲形状。后一效应源于各向异性弯曲表面（如此处考虑的圆柱表面）上丝的弹性扭转与弯曲之间的非线性耦合。通过数值解与形状平衡的渐近分析相结合，我们表明丝的构象在强结合与弱结合极限下都对表面曲率极为敏感。这些结果表明，膜结合手性丝的局部结构通常对它所结合表面的曲率半径敏感，即使该半径远大于丝的固有螺距。若干原核与真核丝的弹性参数与相互作用能的典型值表明，生物聚合物天生对扭转、相互作用与几何之间的耦合非常敏感，而这可被用于调控多种过程，例如响应包括局部平均曲率与高斯曲率在内的几何线索的定向施力、信号传导与自组装。
引用
@article{arxiv.1604.07341,
title = {Shape selection of surface-bound helical filaments: biopolymers on curved membranes},
author = {D. A. Quint and A. Gopinathan and G. M. Grason},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.07341},
year = {2016}
}