细胞骨架网络结构的力学行为研究

发布时间：2021-04-21 04:40

　　细胞骨架,是一种动态的、复杂的生物聚合物交联网络,它和相关交联蛋白以及分子马达蛋白共同协作,是维持细胞形态、驱动细胞运动的主要载体。细胞的力学性质主要取决于其内部的细胞骨架,细胞骨架则主要依赖于肌动蛋白和各种交联蛋白组装而成的三维网络结构。肌动蛋白单体可以聚合成具有双螺旋结构的半柔性肌动蛋白纤维,在各种结合蛋白的协助下,肌动蛋白纤维可以交联形成具有特定生物功能的肌动蛋白结构,从而形成不同的细胞骨架网络,比如肌动蛋白皮质层、应力纤维、板状伪足、丝状伪足等。机理化、定量化理解各种细胞骨架网络的变形特征和承载能力,是理解细胞相关生物功能的基础。本文应用蒙特卡洛和朗之万动力学数值模拟方法,主要研究了肌动蛋白网络自组装生长的动力学行为和半柔性纤维随机交联网络的力学响应,具体工作如下:对于自组装生长的肌动蛋白网络,它可以为细胞及细胞内细菌迁移提供驱动力。我们应用蒙特卡洛模拟方法,基于分子水平的肌动蛋白聚合、分支、封端和解聚反应的随机和协作行为,发展了一个模型框架来模拟生长的肌动蛋白网络推动障碍物运动的过程;重点关注了该过程中障碍物的形状和尺寸如何影响自组装网络做功效能和网络内纤维的取向分布。研究结... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 肌动蛋白网络自组装随机动力学行为研究现状
    1.3 生物聚合物交联网络力学行为研究现状
    1.4 本文的研究内容、方法和创新点
2 计算方法
    2.1 蒙特卡洛方法
    2.2 朗之万动力学
    2.3 LAMMPS软件及其在本文的应用
    2.4 本章小结
3 肌动蛋白网络生长动力学研究
    3.1 引言
    3.2 肌动蛋白网络生长动力学计算模型
    3.3 蒙特卡洛模拟
    3.4 模拟结果分析
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
4 分子马达主动作用下生物聚合物交联网络的力学响应及内部输运机制
    4.1 引言
    4.2 生物聚合物交联网络计算模型
    4.3 控制方程
    4.4 网络的力学响应
    4.5 网络内部的输运机制
    4.6 讨论
    4.7 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
b与纤维持续长度L_p的关系推导">附录1 粗粒化纤维模型相邻部分弯曲刚度K_b与纤维持续长度L_p的关系推导
附录2 粗粒化珠子的质量并不影响其扩散行为
参考文献
作者简介
攻读博士期间主要的研究成果



本文编号：3151077