【摘 要】
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细胞内部的上百种分子马达在肌肉收缩、细胞内部输运、遗传物质(DNA)的复制、以及细胞的有丝分裂过程中执行着各种各样的生物功能.这些分子马达可以高效率地将储存在ATP分子
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细胞内部的上百种分子马达在肌肉收缩、细胞内部输运、遗传物质(DNA)的复制、以及细胞的有丝分裂过程中执行着各种各样的生物功能.这些分子马达可以高效率地将储存在ATP分子中的化学能转化为机械能,产生协调的定向运动而做功.众多的分子马达中,驱动蛋白由于其特有的动力学特性引起了人们的广泛兴趣.为了理解kinesin的运动机制,考虑到电相互作用在生物分子之间影响的重要性,我们提出化学——电学——力学这样一个3个过程耦合的模型,来解释kinesin的运动过程.我们认为kinesin通过各部分巧妙的配合,利用ATP结合和水解的过程中电荷分布的变化,充分利用电势能做功从而实现其高效率的运动.为了对马达在运动过程中的特性进行定量的分析,我们发展了一种特殊的方法来解决利用Gaussian03对大分子进行计算时遇到的断口问题,并对kinesin的头部和微管进行了计算,得到了Mulliken电荷分布等信息.这些结果给出了一个近似的估计,即用Gaussian03计算生物大分子时,用分割计算的方法产生的断口误差范围有多大.我们的计算结果与实验数据基本吻合.下一步我们还需要进行更加深入的分析和计算,以期解释驱动蛋白马达的力产生机制等问题.
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