粗糙势中耦合布朗粒子的定向输运性能

发布时间：2021-04-19 21:11

　　一直以来,生物分子马达作为生命活动的真正“推手”具有重要研究价值。生物分子马达是一类尺度在2-10 nm的酶类蛋白大分子,广泛地参与包括有丝分裂、肌肉收缩、信号传导在内的多种生命活动,最新的研究还指出分子马达功能的缺陷还与多种疾病的产生相关。此外,生物分子马达作为微小“机器”,可高效利用外部能量做功,被认为是一种理想的“纳米机器”而备受关注。目前对于马达动力学方面的研究,人们主要讨论的是马达定向输运机制和流反转现象的产生等问题。在研究方法上,由于分子马达的尺度很小与布朗粒子的运动规律十分相似,故人们通过构建布朗棘轮模型来研究马达的定向输运情况。对此已有的研究大多采用光滑外势,但近来有研究小组在蛋白质所处势垒表面发现了形状各异的峰和谷,证明马达所处的轨道是“粗糙”的。因此本文提出一种粗糙势模型,并通过数值模拟研究了马达在过阻尼条件下的定向输运情况。此外,实验研究表明有一类马达可在无负载条件下定向输运,可用斯托克斯效率研究其定向输运能力,故本文进一步对马达的斯托克斯效率进行了讨论。内容上本文于第一章介绍了各类分子马达在生命活动中的重要作用及分子马达未来应用前景,在第二章概述了分子马达的运动... 

【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    一、分子马达推动生命运动
    二、分子马达的种类概述
    三、分子马达的研究意义及应用前景
        （一）分子马达的研究意义
        （二）生物分子马达的应用前景
第二章 分子马达的动力学理论研究概述
    一、布朗运动理论
    二、朗之万方程与福克-普朗克方程
        （一）朗之万方程
        （二）福克-普朗克方程
    三、布朗棘轮的提出与发展
        （一）布朗棘轮的提出
        （二）布朗棘轮实例——摇摆棘轮模型
        （三）棘轮模型的研究现状
    四、粗糙棘轮的理论背景
    五、斯托克斯效率的研究背景
第三章 锯齿势中耦合布朗马达的定向输运
    一、锯齿势模型
    二、参量说明
    三、布朗马达的定向输运速度与斯托克斯效率计算
    四、数值模拟方法
    五、马达定向输运性能研究
        （一）势垒不对称度的影响
        （二）耦合自由长度的影响
        （三）噪声强度的影响
        （四）锯齿势中的流反转现象
    六、小结
第四章 粗糙势中耦合布朗马达的定向输运
    一、粗糙势模型
    二、粗糙势中马达输运性能研究
        （一）扰动振幅的影响
        （二）耦合强度的影响
        （三）扰动波数的影响
        （四）外力振幅的影响
        （五）粗糙棘轮的流反转
    三、小结
总结与展望
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]分子马达运动:生命滑动的乐章[J]. 郭晓强.  自然杂志. 2019(01)
[2]反馈脉冲棘轮的能量转化效率研究[J]. 延明月,张旭,刘晨昊,黄仁忠,高天附,郑志刚.  物理学报. 2018(19)
[3]反馈控制棘轮的定向输运效率研究[J]. 范黎明,吕明涛,黄仁忠,高天附,郑志刚.  物理学报. 2017(01)
[4]信号转导与诺贝尔奖[J]. 郭晓强,王跃民.  自然杂志. 2013(04)
[5]转动分子马达:ATP合成酶[J]. 舒咬根,欧阳钟灿.  自然杂志. 2007(05)
[6]生物分子马达[J]. 舒咬根,欧阳钟灿.  物理. 2007(10)

博士论文
[1]三种典型布朗马达的定向输运与非平衡态热力学分析[D]. 高天附.厦门大学 2009



本文编号：3148317