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It is well known that potassium ion channels have higher permeability than K ions, and the permeable rate of a single K ion channel is about 108 ions per second. We develop a hierarchical model of potassium ion channel permeation involving ab initio quantum calculations and Brownian dynamics simulations, which can consistently explain a range of channel dynamics. The results show that the average velocity of K ions, the mean permeable time of K ions and the permeable rate of single channel are about 0.92nm/ns, 4.35ns and 2.30 ×10^8 ions/s, respectively. 相似文献
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肌球蛋白Ⅵ分子马达因其特殊的结构及胞内功能,其动力学原理成为研究的热点. 从肌球蛋白Ⅵ自身结构和实验现象出发,建立其弹性扩散模型,并通过Monte Carlo方法分析了肌球蛋白Ⅵ满足朗之万方程的随机动力学行为. 结果表明,在环境噪声作用下,具有弹性势能和轨道周期势能的肌球蛋白Ⅵ可以进行梯跳运动和有效的输运,但负载力会减弱分子马达系统的输运能力;当弹性系数一定时,弹性链越长平均速度越小,当弹性链长度一定时,合理选择弹性系数平均速度可达到最大值;另外,负载力的存在使肌球蛋白Ⅵ在接触位点的平均驻留时间呈指数增加.
关键词:
分子马达
肌球蛋白Ⅵ
朗之万方程
弹性扩散模型 相似文献
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F1-ATPase, a part of ATP synthase, can synthesize and hydrolyze ATP moleculars in which the central γ-subunit rotates inside the α3β3 cylinder. A stochastic four-state mechanochemical coupling model of F1-ATPase is studied with the aid of the master equation. In this model, the ATP hydrolysis and synthesis are dependent on ATP, ADP, and Pi concentrations. The effects of ATP concentration, ADP concentration, and the external torque on the occupation probability of binding-state, the rotation rate and the diffusion coefficient of F1-ATPase are investigated. Moreover, the results from this model are compared with experiments. The mechanochemical mechanism F1-ATPase is qualitatively explained by the model. 相似文献
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分子马达是一类将化学能转化为机械能的微小机器. 对二维模型的研究表明, 非保守力在体系与外界能量交换中发挥重要作用. 四态模型较好地反映了马达力学化学过程的各个状态及相应的构象变化. Motor protein is a kind of small machines that convert chemical energy to mechanical works. It is revealed from the study of the two dimensional model that the non conservative impulsive force plays a significant role in the exchanging process of energy. A four state model characterizing the coupling of mechanical and chemical processes of molecular motor is also discussed. 相似文献
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分子马达的梯跳运动和在过阻尼溶液中动力学原理尚未揭示清楚, 从分子马达输运特点和实验现象出发, 构建满足朗之万方程的单向能量跃迁模型, 并通过Monte Carlo方法分析了分子马达的随机动力学行为. 结果表明, 在合适的跃迁能量作用下, 分子马达可以利用噪声进行稳定的梯跳运动和有效的输运, 但负载力会减弱分子马达系统的输运能力; 轨道周期势虽影响分子马达速度的大小但不会改变其运动方向, 分子马达运动方向由跃迁能量决定; 另外, 虽然在不同的噪声强度时平均速度不为零, 但是分子马达系统的高效输运对噪声有一定选择性.
关键词:
分子马达
能量跃迁
朗之万方程
噪声强度 相似文献
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细胞维持生命就需要不断与外界进行物质交换,并且在细胞内部也频繁地进行着物质交换。细胞内部高度分化,由不同的细胞器(如细胞核,高尔基复合体等)组成,我们将细胞器比做“工厂”,每个工厂都有自己独一无二的“产品”(货物),细胞器是如何将产品分配给他们的“消费者”以及其他的工厂呢?在细胞内,运输货物的主要任务由分子马达(简称马达)家族中的肌球蛋白,驱动蛋白及动力蛋白来完成。马达完成运输的过程可分为三步:(1)识别货物并与货物结合;(2)沿着各自的“轨道”完成多个化学.力学循环,运输的过程中可能需要马达之间任务的交接;(3)将到达目的地时,识别目的地并将货物卸下。为了深入的介绍马达的调节机制,在内容上作了如下安排:1.介绍马达的基本概念及分类。2.介绍马达的结构及其运动特性。 相似文献
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It is well known that the strong coupling can synchronize a network of nonlinear oscillators. Synchronization provides the basis of the remarkable computational performance of the brain. In this paper the FitzHugh-Nagumo neuron network is constructed. The dependence of the synchronization on the coupling strength, the noise intensity and the size of the neuron network has been discussed. The results indicate that the coupling among neurons works to improve the synchronization, and noise increases the neuron random dynamics and the local fluctuations; the larger the size of network, the worse the synchronization. The dependence of the synchronization on the strength of the electric synapse coupling and chemical synapse coupling has also been discussed, which proves that electric synapse coupling can enhance the synchronization of the neuron network largely. 相似文献
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旋转分子马达的代表——ATP合成酶 总被引:2,自引:0,他引:2
所有生物的运动系统都与能量的输运有着密切的联系。这主要是由于具有马达功能的大分子蛋白质做功的结果,这些蛋白质分子被称为分子马达或蛋白质马达。它们在体内占有特殊的地位,是生命活动和生命现象的主要承担者。这些运动系统有一个共同的特点即ATP(三磷酸腺苷)水解释放的能量通过分子马达的构象变化可高效地将化学能转换为机械能。因此,分子马达就起到了能量转换器的作用。分子马达的运动协调起来就产生了宏观的运动。但是,这些运动如何协调起来产生生命现象和生命活动,则需进一步研究。到目前为止,人类已确定了上百种马达,它们在机体内执行着各种各样的功能,已经知道的分子马达有线性分子马达和旋转分子马达。 相似文献