Myosin V定態(tài)持續(xù)及不等間距躍遷動力學(xué)研究.pdf

1、Myosin V廣泛存在于神經(jīng)細(xì)胞以及色素細(xì)胞中。它們擔(dān)負(fù)多種形式的胞內(nèi)運輸，當(dāng)它們的輸運出現(xiàn)問題時將會導(dǎo)致毛發(fā)變白或神經(jīng)系統(tǒng)的崩潰。Myosin V屬于肌球蛋白超大家族中的一員，是非傳統(tǒng)的肌球蛋白，Myosin V的顯著特點是它不同于其它肌球蛋白集體協(xié)作式的運動。其運動機(jī)制和驅(qū)動蛋白類似，是一種持續(xù)性蛋白馬達(dá)。Myosin V能夠在“脫軌”之前經(jīng)歷許多次催化水解同時沿微絲（actin filament）一步一步運動長達(dá)幾微米。目前，M

2、yosin V已成為肌球蛋白家族中最重要的研究對象之一。 Myosin V具有獨特的結(jié)構(gòu)特征和運動特征，在最近幾年吸引了許多研究者的注意力。隨著單分子熒光技術(shù)和光鉗技術(shù)的發(fā)展，不但可以清晰地觀察到馬達(dá)蛋白的結(jié)構(gòu)，還可以觀察到Myosin V 沿肌動蛋白微絲以一種“Hand-over-Hand”的形式向正極（barbed end）一步一步做定向運動，并且每一步長度大約是36nm，這么大的步長恰好和肌動蛋白微絲的周期長度相一致，My

3、osin V每向前運動一步都伴隨著一個ATP分子的水解，因此，myosin V的運動具有周期性。Myosin V將ATP水解產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，來實現(xiàn)它對“貨物”的輸運。 近幾年來，Myosin V一系列躍遷模型相繼建立起來，比如彈性桿臂模型，兩態(tài)隨即躍遷模型，三態(tài)隨機(jī)躍遷模型，但從生物化學(xué)觀點來看，Myosin V分子在一個力學(xué)化學(xué)周期中經(jīng)歷了多個中間狀態(tài)。目前，一般認(rèn)為一個力學(xué)化學(xué)周期中經(jīng)歷了五個中間態(tài)是合理的。為此，

4、本文在五態(tài)躍遷模型下著重討論了Myosin V的在馬達(dá)拖動負(fù)載時持續(xù)向前運動的定態(tài)躍遷，得到了穩(wěn)態(tài)漂移速度隨著ATP濃度的理論變化曲線，同實驗結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：理論曲線與實驗基本吻合，較好的說明了馬達(dá)在拖動負(fù)載運動時的各種動力學(xué)行為。另外本文還運用一維N態(tài)隨機(jī)躍遷的理論推導(dǎo)出在馬達(dá)拖動負(fù)載時五態(tài)躍遷的穩(wěn)態(tài)弛豫時間同ATP濃度和負(fù)載力的函數(shù)關(guān)系曲錢，并且同實驗結(jié)果進(jìn)行了比較，這樣有助于我們對Myosin V動力學(xué)更進(jìn)一步的理解。在