分子马达的统计物理研究

批准号:
11574329
项目类别:
面上项目
资助金额:
71.0 万元
负责人:
欧阳钟灿
依托单位:
学科分类:
A2013.软凝聚态与生物物理
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
舒咬根、卢禹锟、张学君
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中文摘要
分子马达是将化学能直接转化成力学能的酶蛋白,其力学-化学耦合机制一直是分子马达理论研究的焦点之一,本项目拟从单分子实验数据中提取涨落信息(例如随机度)研究分子马达的力学化学耦合机制;进而构建包含每个马达化学态的集体马达模型,用随机化学动力学模拟典型集体马达体系(如多驱动马达体系,驱动马达-动力马达杂合体系),重点研究各马达化学态之间的相位关系对集体马达运动协同性的影响。
英文摘要
Protein motors are enzymes that convert chemical energy into mechanical work. The mechanism of mechanochemical coupling of these motors has been a focus of theoretical studies. In this project, we will attempt to utilize the fluctuation information (e.g., randomness) contained in the single-molecule experimental data to investigate this issue. Furthermore, we will build new models of multi-motor transport systems, including the micro-states (i.e., the internal chemical states) of each single motor. By using stochastic simulations, we will investigate several typical multi-motor systems such as multi-kinesin system and kinesin-dynein hybrid system, putting our focus on how the chemical states of different motors interplay (e.g., in-phase or out-of-phase) to influence the collective transport.
通过本项目的实施,我们首先研究了线动马达驱动蛋白的力学化学耦合机制,揭示了该马达力学可逆化学不可逆的统计力学难题;其次,我们研究了线动马达DNA复制酶主导的DNA复制保真度,开辟了化学动力学研究模板链聚合保真度的先河,解释了热力学无法解释的高保真难题,该工作被 J.Phys:Condens.Matter 选为2017年度亮点;再次,我们还用首通时间的方法研究了模板依赖的DNA聚合保真度。在集体马达方面,我们避开了速率的计算,直接研究了弹性耦合马达的效率,理论结果与实验数据吻合得很好,为弹性耦合集体马达的研究开辟了新思路;我们也研究了欠阻尼环境中集体马达的行为,为空气中人造布朗马达的集体行为进行了前期探索。此外,我们还开发了转动马达生物传感器,该方法已经被国家质量监督检验检疫总局列为出入境检验检疫替代方案。总之,本项目圆满完成了预定任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1209/0295-5075/123/68002
发表时间:2018-10
期刊:EPL
影响因子:1.8
作者:Yun-Xin Deng;Yue Liu;Yao-Gen Shu;Zhong-Can Ou-Yang
通讯作者:Zhong-Can Ou-Yang
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:黎明;欧阳钟灿;舒咬根
通讯作者:舒咬根
DOI:10.1142/s0217979218400015
发表时间:2017-11
期刊:International Journal of Modern Physics B
影响因子:1.7
作者:Ming Li;Z. Ou-Yang;Yao-Gen Shu
通讯作者:Ming Li;Z. Ou-Yang;Yao-Gen Shu
DOI:10.1088/0953-8984/29/2/025101
发表时间:2016-03
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子:--
作者:Yong-Shun Song;Yao-Gen Shu;Xin Zhou;Z. Ou-Yang;Ming Li
通讯作者:Yong-Shun Song;Yao-Gen Shu;Xin Zhou;Z. Ou-Yang;Ming Li
DOI:--
发表时间:2019
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:刘晨昊;刘天宇;黄仁忠;高天附;舒咬根
通讯作者:舒咬根
彭桓武理论物理创新研究中心
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:1200万元
- 批准年份:2020
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
磁控纳米泡阀与细胞自噬的形变理论研究
- 批准号:11774358
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
第十届彭桓武理论物理论坛
- 批准号:11347603
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
石墨烯涟漪的形成能及石墨烯表面起伏对其性质的影响
- 批准号:11374310
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:95.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
第九届彭桓武理论物理论坛
- 批准号:11247606
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
第七届彭桓武理论物理论坛
- 批准号:11047602
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
碳纳米管和石墨烯的弹性及热力学性质理论研究
- 批准号:11074259
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:42.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
第六届彭桓武理论物理论坛
- 批准号:10947201
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
理论物理学及其交叉科学若干前沿问题
- 批准号:90703001
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:167.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
生物膜磷脂畴构形理论研究
- 批准号:10674144
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:欧阳钟灿
- 依托单位:
国内基金
海外基金
