ATPase旋轉(zhuǎn)催化運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)躍遷動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、分子馬達(dá)是利用化學(xué)能進(jìn)行機(jī)械做功的納米系統(tǒng)，天然的分子馬達(dá)，如：驅(qū)動(dòng)蛋白、DNA和RNA聚合酶、肌球蛋白、ATP合酶等，在生物體內(nèi)參與了胞質(zhì)運(yùn)輸、DNA和RNA復(fù)制、細(xì)胞分裂、肌肉收縮、ATP的合成等一系列重要的生命活動(dòng)。分子馬達(dá)包括線性分子馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)兩大類。眾多的分子馬達(dá)中，ATP合酶作為典型的旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)，由于其特有的動(dòng)力學(xué)特性引起了人們的廣泛興趣。該馬達(dá)蛋白既可在跨膜質(zhì)子勢(shì)的推動(dòng)下催化合成ATP；也可以利用水解ATP釋放的

2、化學(xué)能而充當(dāng)質(zhì)子泵，把質(zhì)子從線粒體基質(zhì)中輸送到內(nèi)膜外側(cè)，其能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)100％。旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)的這些特點(diǎn)給生物物理學(xué)提出了新穎而富于挑戰(zhàn)性的新課題。 正是在以上意義鼓舞下，本工作首次采用隨機(jī)動(dòng)力學(xué)主方程方法研究旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)，以便從ATP合酶動(dòng)力學(xué)的角度進(jìn)一步了解旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)動(dòng)力學(xué)機(jī)制。具體工作如下：結(jié)合旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)ATP合酶結(jié)構(gòu)的生物背景，選取ATP 合酶一個(gè)β亞基上的催化位點(diǎn)研究，將γ亞基沿3α 3β的運(yùn)動(dòng)軌跡視為一維運(yùn)動(dòng)