《馬達蛋白的運行機制及肌動蛋白纖維的生長機制》是依託復旦大學，由張雲新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：馬達蛋白的運行機制及肌動蛋白纖維的生長機制
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張雲新
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
該申請項目將主要就以下幾個問題展開研究：（a）建立描述細胞內肌動蛋白纖維隨機生長過程的數學模型，並得到相關生物物理量（平均生長速度、生長帽子的長度等）的顯式表達式；（b）首次建立統一的描述馬達蛋白力學化學循環過程的數學模型，並據此對馬達蛋白kinesin、dynein、myosin的生物物理性質進行分析；（c）首次建立基於化學主方程與TASEP過程相結合的描述細胞內外離子通過膜上的離子通道進行輸運的數學模型。在研究中，模型參數將通過最新的試驗數據來確定，並據此預測出更多的有關細胞生命活動的基本生物物理性質。.該項目的研究成果將有助於理解某些細胞生命活動的基本原理，並將會具有一定生物醫學意義。該項目研究的基本思路是，首先根據最新的試驗現象，並依據有關的生物物理與生物化學原理建立相應的數學模型，再通過具體的試驗數據確定模型中的參數，最後再通過理論分析或數值計算的方法得出具有生物意義的預測。
結題摘要
該研究項目主要是圍繞生物分子馬達的運行機制問題展開的，包括單個分子馬達的運行原理；幾個分子馬達協同作用下的細胞內貨物的運輸規律與機制；大量分子馬達沿同一條軌道運行時的物理性質；以及在基因轉錄過程中分子馬達RNA聚合酶的相關性質等等。所採用的主要研究思路是，基於最新的相關試驗現象，並根據相應的生物物理與生物化學原理，對相應的過程建立合理的數學模型，並對模型進行理論上的分析或數值上的計算，以期望能夠得到試驗上尚未發現的規律，或者是對已有的試驗現象進行原理上的分析或解釋。通過本項目的研究，我們主要得到了如下相應的研究結果：（1）對分子馬達驅動下的貨物的運行規律進行了研究，其中首次考慮了貨物運動方向的記憶性問題。（2）對於大量分子馬達沿相同軌道運行時的相應性質進行了研究，其中首次考慮了軌道長度對於相應性質的影響。（3）研究了大量的具有多個化學態的分子馬達沿軌道運行時的物理性質，特別是相應的馬達密度的域牆與邊界層的存在性條件等。（4）對於在研究單個分子馬達的性質時所採用的模型的問題進行了分析，發現分子馬達在不同的外力作用下它們的中間態的數量實質上是不同的，因而目前存在的相關模型是具有一定的缺陷的，所以它們是具有一定的使用範圍的。（5）基於最新的試驗結果，對於鞭毛馬達的運行原理通過模型進行了理論上的研究。（6）對於具有多個ATP綁定位點的酶的性質用統計物理的方法進行了研究。（7）對於分子機器RNA聚合酶的性質進行了理論上的研究，主要考慮了兩個方面的問題，一是RNA聚合酶的運動可能會因某些原因被暫時阻止，二是RNA聚合酶的運動情況與相應的軌道性質（即DNA上啟動子的序列）是相關聯的。 該項目的研究成果對於進一步的理解和看清楚分子馬達的相關性質具有一定的幫助作用，並對相關的試驗具有對應的指導意義。
