驱动蛋白的内在抗负载能力

常规驱动蛋白是一种同源二聚体马达蛋白，能够沿着细胞骨架丝进行单向行走。虽然先前的实验表明，在高达所谓失速力的反向负载下，其单向性不可动摇，但最近的实验也观察到，在超失速负载下存在有限的过程性反向行走。本理论研究旨在阐明驱动蛋白在可能施加于二聚体的全部外部负载范围内步进的分子力学基础。我们发现，驱动蛋白的抗负载能力很大程度上取决于二聚体固有的协同棘轮-棘爪机制。这种内部分子力学机制对负载的敏感性是驱动蛋白响应不同水平外部负载的基础。该机制的计算机实现使我们能够合理化实验中观察到的驱动蛋白失速和连续反向步进的主要趋势。该研究还预测了驱动蛋白受负载影响的运动性的几个显著特征，这些特征看似反直觉，但易于被未来的实验验证。