本文選題：Smith-Simmons模型　切入點(diǎn)：分子馬達(dá)　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：分子馬達(dá)是一種具有輸運(yùn)功能的蛋白質(zhì),它能夠高效、直接地把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,進(jìn)而產(chǎn)生某種作用力驅(qū)動(dòng)自身沿軌道定向運(yùn)動(dòng)。它幾乎參與了細(xì)胞內(nèi)所有的生命活動(dòng),如肌肉的收縮、DNA的復(fù)制、囊泡和細(xì)胞器的輸運(yùn)等。在生物體內(nèi),除了自由擴(kuò)散引起的被動(dòng)輸運(yùn),由分子馬達(dá)協(xié)助進(jìn)行的主動(dòng)輸運(yùn)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。常見(jiàn)的分子馬達(dá)有三種:以微絲為運(yùn)動(dòng)軌道的肌球蛋白、沿著微管負(fù)端輸運(yùn)物質(zhì)的動(dòng)力蛋白及沿著微管正端輸運(yùn)物質(zhì)的驅(qū)動(dòng)蛋白。物質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程涉及三種微粒:自由的微粒、自由的馬達(dá)及與馬達(dá)結(jié)合的微粒,它們通過(guò)馬達(dá)與微粒的結(jié)合分離相互轉(zhuǎn)化。與公路運(yùn)輸類似,馬達(dá)輸運(yùn)物質(zhì)過(guò)程中亦會(huì)受到阻礙,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)輸運(yùn)受到阻礙可能會(huì)引發(fā)多種神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默病(又稱老年癡呆癥)、遺傳性感覺(jué)神經(jīng)病、帕金森病、亨廷頓病和肌萎縮性(脊髓)側(cè)索硬化癥等,所以針對(duì)馬達(dá)輸運(yùn)物質(zhì)過(guò)程的深入研究具有較深刻的實(shí)際意義,目前已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一。本文利用數(shù)學(xué)模型研究馬達(dá)協(xié)助物質(zhì)輸運(yùn)的過(guò)程,共分為五章:第一章,首先詳細(xì)介紹本文的生物背景;然后分析了分子馬達(dá)的研究現(xiàn)狀,并簡(jiǎn)要介紹了本文主要采用的數(shù)學(xué)理論;最后簡(jiǎn)要概括本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)。第二章,以正向輸運(yùn)為研究對(duì)象,利用數(shù)學(xué)模型分析馬達(dá)的單向輸運(yùn)過(guò)程。首先,本章在Smith-Simmons模型的基礎(chǔ)上引入通量與濃度的關(guān)系,使模型更加優(yōu)化;然后,利用級(jí)數(shù)法擾動(dòng)理論求得模型的零級(jí)近似解和一級(jí)近似解,并作圖說(shuō)明零級(jí)近似解的適用性;最后,作圖分析結(jié)合率k、自由擴(kuò)散率D等因素對(duì)微粒濃度的影響。第三章,針對(duì)單向輸運(yùn)受阻展開(kāi)研究。首先,定義馬達(dá)輸運(yùn)過(guò)程中的"輸運(yùn)正常"與"輸運(yùn)受阻"現(xiàn)象,認(rèn)為模型存在穩(wěn)態(tài)解時(shí)的情形為正常輸運(yùn)狀態(tài),模型不存在穩(wěn)態(tài)解的情形為一種輸運(yùn)受阻狀態(tài);其次,在第二章的基礎(chǔ)上,求得輸運(yùn)受阻臨界點(diǎn)的表達(dá)式,得到輸運(yùn)受阻的條件,并分別分析不同參數(shù)對(duì)輸運(yùn)狀態(tài)的影響;最后,重點(diǎn)研究邊界擾動(dòng)及內(nèi)部擾動(dòng)下的輸運(yùn)過(guò)程,并得到正常輸運(yùn)下擾動(dòng)的閾值。第四章,研究細(xì)胞內(nèi)馬達(dá)協(xié)助物質(zhì)雙向輸運(yùn)的過(guò)程。首先,本章在第二章的基礎(chǔ)上建立改進(jìn)后的Smith-Simmons模型;其次,將模型無(wú)量綱化,求得模型的零級(jí)近似解,得到雙向輸運(yùn)受阻臨界點(diǎn)的解析式;最后,對(duì)比單向輸運(yùn)與雙向輸運(yùn)受阻的條件,分別作圖分析正向結(jié)合率k+、負(fù)向結(jié)合率k_對(duì)輸運(yùn)過(guò)程的影響,分析雙向輸運(yùn)中正向輸運(yùn)與負(fù)向輸運(yùn)之間的耦合效應(yīng)。第五章,總結(jié)全文,概述研究意義,陳述本文不足及有待解決的問(wèn)題。
[Abstract]:A molecular motor is a kind of protein with transport function , it can convert chemical energy into mechanical energy efficiently and directly , and then generate some kind of force to drive itself to move along the track . In chapter 2 , we study the influence of different parameters on the transport process . At last , we study the influence of the positive rate k + and the negative binding rate k _ on the transport process , and analyze the coupling effect between the forward transport and the negative transport in the bi - directional transport .

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q51

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;美國(guó)研制成功分子馬達(dá)[J];山東氣象;2000年04期

2 陳勇;周寧;杜海蓮;馮亞兵;趙玉芬;;世界上最小的馬達(dá)——分子馬達(dá)[J];科學(xué);2001年05期

3 馮娟 ,卓益忠;分子馬達(dá)的三態(tài)周期跳躍模型[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);2001年00期

4 展永,吳魏霞,趙同軍,關(guān)榮華,梅俊平;分子馬達(dá)不等間距四態(tài)躍遷模型[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2003年03期

5 周繼平;;分子馬達(dá)理論及人工合成研究進(jìn)展[J];醫(yī)學(xué)信息.手術(shù)學(xué)分冊(cè);2006年02期

6 韓英榮;柳輝;展永;趙同軍;張玉紅;李晨璞;;逃逸速率對(duì)分子馬達(dá)定向運(yùn)動(dòng)的影響[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期

7 Ben L.FERINGA;柳華杰;;分子馬達(dá) 構(gòu)建“小”的世界[J];創(chuàng)新科技;2008年10期

8 ;化學(xué)所成功實(shí)現(xiàn)分子馬達(dá)在蛋白微膠囊表面的組裝[J];生命科學(xué);2008年02期

9 吳魏霞;;分子馬達(dá)的輸運(yùn)方式研究進(jìn)展[J];北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào);2012年02期

10 唐孝威;基于分子馬達(dá)的細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)[J];自然科學(xué)進(jìn)展;1996年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 鄭燕;展永;高秀軍;楊明建;;旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)及其研究進(jìn)展[A];第十次中國(guó)生物物理學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

2 伍芳婷;張潛，

本文編號(hào)：1695517