双足纳米马达的协同机制与制造目标

受能够在活细胞中进行运输的二聚体马达蛋白的启发，人们付出了大量努力来制造可在轨道上行走的纳米马达，这种马达具有两个类似足部的组件，每个组件都能响应局部试剂消耗事件，与轨道上的一系列锚定基团结合或分离。制造双足纳米马达的核心问题是，鉴于每个足部组件本身通常无法进行任何定向漂移，整个马达如何获得定向轨道行走的协同能力。迄今为止，已实现的双足马达通过一种直观策略解决了这个热力学上复杂的问题，该策略需要异质足马达、多种轨道锚定物以及多种马达操作试剂。在这里，我们提出了一种详细的分子机制，通过该机制，马达级别的方向性可以从一个同质足马达沿着一条最小异质性的轨道产生。在最优情况下，操作可以简化为随机供应单一试剂种类，以实现马达的自主运行。该机制提出了一类截然不同的制造目标，其系统要求大幅降低。有趣的是，该机制的一种缺陷形式属于著名的布朗马达机制范畴，但该机制的正常工作会呈现出独特的特征。