【摘 要】
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驱动蛋白是分子马达的一种,其通过结合和水解ATP,导致颈部发生构象变化,促使驱动蛋白沿着微管“行走”,完成细胞中货物运输的工作。自驱动蛋白被发现以来,科研工作者从多方面研究其工作机制,并取得许多进展。在实验研究方面,相继测试了沿微管轴向运动的步进模式、运行长度分布、运动速度、侧向运动等一系列特征;在理论方面,建立了驱动蛋白轴向运动机制各种理论模型,成功解释了一些实验现象。然而,对于驱动蛋白侧向运动
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驱动蛋白是分子马达的一种,其通过结合和水解ATP,导致颈部发生构象变化,促使驱动蛋白沿着微管“行走”,完成细胞中货物运输的工作。自驱动蛋白被发现以来,科研工作者从多方面研究其工作机制,并取得许多进展。在实验研究方面,相继测试了沿微管轴向运动的步进模式、运行长度分布、运动速度、侧向运动等一系列特征;在理论方面,建立了驱动蛋白轴向运动机制各种理论模型,成功解释了一些实验现象。然而,对于驱动蛋白侧向运动的研究,实验数据较少,尚未建立相关的理论模型。本文基于下述两方面的考虑,尝试建立驱动蛋白侧向运动的理论模型。其一,驱动蛋白在细胞体内复杂拥挤的微管通道上运输货物时,其过程存在诸多潜在的障碍,驱动蛋白为了保持货物输送的双向流动,必须有效避开前进道路上的障碍,侧向运动应是绕过障碍物所采取一种方法;其二,所建立的模型能够解释沿微管长距离的定向运动。据此,本文根据微管的结构和驱动蛋白的运动特性,结合已有的驱动蛋白轴向运动的机制,提出了驱动蛋白侧向运动的“随机漫步”模型和“中心引力”模型。依据所建立模型和实验数据,计算了驱动蛋白的运行长度分布、运动速度等参数。理论结果显示,依据“中心引力”模型得出的计算结果与实验数据基本一致,“中心引力”模型比“随机漫步”模型更适于描述驱动蛋白的侧向运动。本论文分为四部分,第一章主要介绍驱动蛋白家族和微管的结构与功能以及驱动蛋白的运输机制;第二章介绍了关于驱动蛋白的一些实验结果与理论模型,重点介绍了驱动蛋白的侧向运动;第三章是论文主要部分,基于实验现象,本文提出几类驱动蛋白侧向运动模型,并对各种模型的合理性作了计算、分析、比较和讨论。第四章是对主要工作的总结与展望。
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