Traffic of Molecular Motors
分子马达沿着细胞骨架丝进行主动运动，并驱动细胞器和其他货物颗粒在细胞中的运输。然而，与汽车的宏观交通相反，分子马达的交通特征在于有限的行走距离（或运行长度），之后马达从它移动的细丝上解开。未结合的马达在周围的水溶液中进行布朗运动，直到它们重新结合到细丝上。我们使用驱动格子气模型的变体来描述它们的主动运动，未绑定的扩散和绑定/未绑定的动态的相互作用。如果电机的浓度是大的，电机电机的相互作用变得重要，并导致各种合作的交通现象，如交通堵塞的细丝，边界诱导的相变，和自发对称性破缺系统中的两种电机。如果灯丝被大的马达储存器包围，则堵塞长度，即，交通堵塞的程度与步行距离相当。更长的堵塞可以在受限的几何形状中找到，例如管状隔室。
2005-12-06 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Cooperative transport by small teams of molecular motors
分子马达为细胞内的货物定向运输提供动力。即使一台发动机足以运输货物，发动机也经常以小团队合作。本文从理论上讨论了多台发动机协同运输问题，并探讨了它的一些性质。特别是我们强调如何汽车队可以拖动货物通过粘性环境。
2006-12-04 cond-mat.stat-mech q-bio.BM q-bio.SC
Collective effects in intra-cellular molecular motor transport: coordination, cooperation and competetion
分子马达不能单独工作{ \it in-vivo}。我们强调了一些协调，合作和竞争，决定了在真核细胞中的分子马达的集体属性。在交通样运动的汽车在轨道上的背景下，我们强调的重要性，单电机的生化循环和酶的活动，他们的集体时空组织。我们的建模策略是基于一个合成-相同的模型描述了单电机机械化学在足够低的密度，而在较高的密度，它占集体流动性能和密度分布的电机。我们考虑两个具体的例子，即交通的单头驱动蛋白马达KIF 1A的微管轨道和核糖体交通的信使RNA轨道。
2006-05-06 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Correlations and Symmetry of Interactions Influence Collective Dynamics of Molecular Motors
酶分子积极支持许多细胞过程，包括运输，细胞分裂和细胞运动，被称为马达蛋白或分子马达。实验研究表明，他们相互影响，他们经常在大团体一起工作。为了理解马达蛋白集体行为的机制，我们研究了分子马达沿线状纤维运输中相互作用的影响。它是通过分析最近推出的一类完全不对称排斥过程，考虑到分子间的相互作用，通过物理上一致的方法。我们开发了一种新的理论方法，使我们能够计算分析系统的所有动态特性。我们的分析表明关联在相互作用的分子马达动力学中起着重要的作用。令人惊讶的是，我们发现排斥相互作用的相关性比吸引相互作用的相关性更弱，更短。此外，还发现相互作用的对称性对分子马达的动力学性质有一定的影响。这些研究结果对马达蛋白运输的影响进行了讨论。我们的理论预测进行了广泛的Monte Carlo计算机模拟测试。
2015-03-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
FliI6-FliJ molecular motor assists with unfolding in the type III secretion export apparatus
ATP合酶类的旋转分子马达的作用是细胞代谢的组成部分。然而，FliI 6-FliJ复合物-与F1 ATP酶马达同源-在鞭毛输出装置内的功能仍不清楚。我们使用一个简单的两态模型改编自线性分子马达的研究，以确定该电机的关键功能。这两种状态是“锁定”基态，其中FliJ卷曲螺旋灯丝经历不对称扭转势的波动，以及“自由”激发态，其中FliJ经历旋转扩散。Michaelis-Menten动力学用于处理这两种状态之间的转换，并获得FliI 6定子内FliJ灯丝的平均角速度：~9.0 rps。然后在外部反转矩条件下研究电机，以确定其最大功率输出：Pmax ~42 kBT/s，失速转矩：~3 kBT/rad。两种模式的鞭毛出口装置内的行动提出，其中电机执行有用的工作，通过不断地“磨”通过电阻环境，或通过施加相等和相反的失速力在it. In这两种情况下，阻力是由鞭毛亚单位进入鞭毛出口通道之前，他们展开。因此，我们提出，FliI 6-FliJ复合物的功能是降低能量屏障，因此有助于鞭毛蛋白在进入运输通道之前展开。
2019-12-19 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Walks of molecular motors in two and three dimensions
与细胞骨架丝相互作用的分子马达经历由沿着丝的定向运动和在周围溶液中的扩散运动的交替序列组成的奇特的随机行走。一个合奏的电机进行了研究，与一个单一的灯丝在二维和三维的相互作用。的概率分布的时间演化的绑定和未绑定的电动机确定解析。平行于灯丝，马达的扩散强烈增强。解析表达式与蒙特卡罗模拟的结果吻合得很好。
2002-03-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Limits on the Precision of Catenane Molecular Motors: Insights from Thermodynamics and Molecular Dynamics Simulations
Wayne State University（韦恩州立大学）；Northwestern University（西北大学）
本研究通过热力学和分子动力学模拟揭示了猫enary分子马达精度的限制，并指出四个关键物理参数影响其效率。
2023-12-20 cond-mat.stat-mech
Memory, Bias and Correlations in Bidirectional Transport of Molecular Motor-driven Cargoes
分子马达是一种特殊的蛋白质，它在细胞骨架丝上进行主动的、定向的细胞货物运输。在许多情况下，由马达蛋白提供动力的货物运动被发现是双向的，并且可以被看作是有偏的随机行走，其中快速的单向运行穿插有缓慢的“拔河”状态。这种行走的统计特性尚不清楚，在这里，我们研究记忆和偏见，以及双向运输中连续运行之间的方向相关性。我们表明，使用一个纯粹的随机（拔河）模型的货物的方向反转概率的研究的基础上，细胞货物的双向运动是，在一般情况下，相关的随机行走。特别是，虽然由两个反向牵引电机驱动的货物的运动是马尔可夫随机行走，但当多个电机沿一个或两个方向牵引货物时，方向记忆出现。在后一种情况下，潜在的单电机过程的马尔可夫性质是隐藏的退化运行和暂停状态的货物之间的内部转换。有趣的是，记忆被发现是一个非单调的函数的电机数量。拔河模型的随机数值模拟支持我们的数学结果，并将其扩展到生物相关的情况。
2013-09-19 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
A Master equation approach to modeling an artificial protein motor
线性生物分子马达通过协调几个不同的过程（例如燃料（ATP）捕获、水解、构象变化、从轨道结合和解结合以及质心扩散）沿轨道单向移动。更好地理解这些过程之间的相互依赖性，这些过程发生在广泛的不同时间尺度上，将有助于阐明分子马达的一般操作原理。人工分子马达为这样的研究提供了一个独特的机会，因为马达的结构和功能是先验已知的。在这里，我们描述了使用主方程的方法，结合从Langevin和分子动力学建模输入，随机模型的分子马达在许多时间尺度。我们将这种方法应用于一个特定的概念，人工蛋白质马达，风滚草。
2010-04-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Theoretical Analysis of Dynamic Processes for Interacting Molecular Motors
生物运输是由酶分子的集体动力学支持的，这些酶分子被称为马达蛋白或分子马达。实验表明，马达蛋白通过短程电位局部相互作用。我们调查这些相互作用的基本作用，通过分析一类新的完全不对称的排斥过程，其中的相互作用占在一个philically一致的方式。结合各种平均场计算和计算机模拟的理论分析表明，分子马达的动力学性质强烈依赖于相互作用，并且相互作用的马达蛋白的相关性更强。令人惊讶的是，发现存在导致最大粒子通量的最佳相互作用强度（弱排斥）。也有人认为，分子马达运输是更敏感的吸引相互作用。这些结果的驱动蛋白马达蛋白的应用进行了讨论。
2014-01-24 cond-mat.stat-mech
Engineering Nanoscale Biological Molecular Motors
了解生物分子马达的运作，纳米机器，电化学能量转化为机械功，是加强了自下而上的战略，以合成新的马达。
2017-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Renewal processes and fluctuation analysis of molecular motor stepping
我们的动力学模型的进行性或旋转分子马达使用更新过程，在斯沃博达，米特拉和块发起的工作。我们应用功能技术来计算不同类型的多时间关联函数的更新过程中，这有应用程序进行珠测定实验与进行性分子马达，如肌球蛋白V和驱动蛋白，和旋转马达，如F1-ATP酶。
2005-11-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech q-bio.OT
Microtubule Length-Regulation by Molecular Motors
微管的长度调节对于许多细胞过程是必不可少的。分子马达，如驱动蛋白8，沿着MT移动，也作为解聚酶，被称为MT动力学的关键球员。然而，长度控制的调节机制仍然难以捉摸。在这里，我们调查了一个随机模型占聚合动力学和电机诱导解聚之间的相互作用。我们确定MT长度和方差对速率常数和运动浓度的依赖性。此外，我们的分析揭示了集体现象如何导致一个定义明确的MT长度。
2012-04-25 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Intra-cellular traffic: bio-molecular motors on filamentary tracks
分子马达是利用某种形式的输入能量进行机械功的大分子复合物。这些马达在其上运动的神经轨迹由蛋白质（例如，微管）或核酸（DNA或RNA）。通常，许多这样的发动机在同一轨道上同时移动，它们的集体性质与高速公路上的车辆交通有表面上的相似之处。我们开发的模型提供了“统一”的描述：在低密度极限下，一个模型捕获了单个电机的传输特性，而在更高的密度下，同一模型解释了相互作用电机的集体时空组织。通过与车辆交通的类比，我们引入了新的量来表征分子马达在其轨道上的时空组织的性质。我们展示了如何交通样的细胞内集体现象取决于相应的个别电机的机械化学。
2008-01-15 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Intra-cellular transport of single-headed molecular motors KIF1A
受单头驱动蛋白KIF 1A实验的启发，我们建立了一个由相互作用的分子马达进行细胞内转运的模型。它不仅明确地捕捉到ATP水解的影响，而且还捕捉到驱动单个马达的棘轮机制。我们的模型占实验观察到的单分子性能在低密度极限，并预测一个相图，显示了水解和朗缪尔动力学的集体时空组织的电机的影响。最后，我们提供了在我们的{ \it in-vitro}实验中使用荧光标记的KIF 1A的域壁的存在的实验证据。
2005-09-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Making sense of nonequilibrium current fluctuations: A molecular motor example
本文以一个可解析求解的分子马达模型为例，说明如何沿动力学等价类改变参数来理解马尔可夫系统在近平衡和远离平衡条件下的非平衡响应与涨落。
2024-04-02 cond-mat.stat-mech
Collective Effects in Models for Interacting Molecular Motors and Motor-Microtubule Mixtures
综述了分子马达与细胞骨架丝相互作用模型的统计力学中的三个问题。首先，描述了相互作用分子马达的波动棘轮模型中密度-密度关联的流体力学行为。数值结果表明，这类模型中动力学行为的标度性质属于KPZ普适类。其次，概括这种模型，包括边界注入和去除电机。与已知的非对称排斥过程的结果一样，模拟表明，这种模型在热力学极限下表现出尖锐的边界驱动相变。在本文的第三部分中，描述了最近在马达和微管的混合物中斑图形成的连续描述方面的进展，并讨论了这种系统的非平衡“相平衡”。
2006-04-06 cond-mat.stat-mech
Effects of symmetry on coupled rotary molecular motors
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本研究探讨了不同旋转对称性对耦合旋转分子马达性能的影响，发现中间耦合时输出功率最大，且强驱动可能导致马达断开现象。
2026-02-05 cond-mat.stat-mech
Entropy and efficiency of a molecular motor model
在本文中，我们调查使用的路径积分形式主义和概念的熵和交通的背景下，分子马达。我们表明，连同时间反演对称性破缺的参数，可以找到这样的电机的效率上的界限。为了阐明这一技术，我们在一个特定的模型上使用它来找到热力学和斯托克斯效率，尽管参数本身更一般，可以用于广泛的模型。我们还表明，通过考虑作为棘轮的分子马达，可以找到额外的边界上的热力学效率。
2009-10-13 cond-mat.stat-mech
Interaction of molecular motors can enhance their efficiency
考虑了在镜像对称性破缺的振荡势场中运动的粒子。我们计算了它们作为分子马达承受外力时的能量效率。结果表明，颗粒间的相互作用在很宽的参数范围内提高了效率。人工分子马达的可能后果进行了讨论。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
General relation between drift velocity and dispersion of a molecular motor
我们将一个进行性线性分子马达模型化为一个在一维周期晶格中扩散的粒子，其位置之间具有任意的跃迁速率。我们提出了一个相对简单的证明定理，该定理指出，漂移速度V的扩散系数D的比例有上限2N/d，其中N是在一个基本单元的节点数和d表示其长度。这个关系式可以用来估计分子马达内部状态的最小值和爱因斯坦力的最大值，爱因斯坦力近似等于分子马达所施加的最大力。
2002-07-08 cond-mat.stat-mech
Traffic Jams and Shocks of Molecular Motors inside Cellular Protrusions
分子马达参与肌动蛋白基细胞突起内的关键运输过程。马达将货物蛋白运送到突起尖端，参与调节肌动蛋白聚合，并在促进这种突起的生长和形成中起关键作用。据观察，马达积累在细胞突起的尖端，并且另外形成聚集体，发现这些聚集体以肌动蛋白微铣削的速率向突起基部漂移。我们提出了一个一维驱动的晶格模型，其中电机变得不活跃后，提供他们的货物在尖端，或失去他们的货物，以无货物的邻居。结果表明，实验观察结果可以解释为在尖端形成的交通堵塞。该模型使用一种新的平均场和冲击分析的应用程序来解决。我们发现一类新的冲击，经历间歇性崩溃，平均不服从朗肯-Hugoniot关系。
2013-09-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Enhanced diffusion of molecular motors in the presence of adenosine triphosphate and external force
在恒定外力作用下，分子马达的扩散被认为是一个简单的理论模型的基础上。马达由布朗粒子在一系列周期性放置在直线上的抛物线势中运动表示，并且通过化学反应将势从一个抛物线随机切换到另一个抛物线，这对应于马达蛋白中ATP的水解或合成。结果发现，扩散系数作为力的函数表现出峰值。这种扩散增强的机制和观察它的生物旋转马达F1-ATP酶的可能性，进行了讨论。
2016-05-31 cond-mat.stat-mech
Stepping and crowding of molecular motors: statistical kinetics from an exclusion process perspective
马达酶是一种非凡的分子机器，它利用三磷酸核苷水解产生的能量来产生机械运动，通过构成其动力学循环的不同步骤来实现。这些大分子，现在研究与先进的实验技术，以揭示其分子机制和动力学循环的性质，涉及许多生物过程，从生物聚合（如RNA聚合酶和核糖体）到细胞内运输（马达蛋白，如驱动蛋白或动力蛋白）。虽然在理论和实验上对单个电机的动力学进行了很好的研究，但它们的步进周期对集体动力学的影响仍然不清楚。这一方向的进展将提高我们对天然细胞内介质中的运输过程的理解，在天然细胞内介质中，进行性运动酶可能在拥挤的条件下工作。因此，在这项工作中，我们扩展了目前的统计动力学分析，研究集体输运现象的汽车在格子气模型属于排斥过程类。通过数值模拟，我们展示了如何解释和使用在拥挤的条件下从单粒子轨迹计算的随机性。重要的是，我们还表明，时间波动和非泊松行为是内在相关的空间相关性和出现的大，但有限的，集群的共同移动的电机。我们的分析揭示的属性有重要的生物学意义上的集体运输特性的进行性马达酶在拥挤的条件下。
2014-05-26 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Detachment of molecular motors under tangential loading
我们介绍了一个一般的框架来研究的持续合成能力的分子马达沿极丝移动，并讨论了平均花费的时间连接到丝作为一个函数的切向施加负载。我们对特定模型的研究表明，电机的附着时间随着ATP浓度的增加而减少，双头电机如驱动蛋白在强迫条件下失去了持续性，而持续性单头电机对切向强迫不太敏感。
2001-09-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Molecular Motors Interacting with Their Own Tracks
通过分析可精确求解的离散态"烧桥“模型，从理论上研究了沿线性晶格运动并通过可逆破坏特定晶格键与之相互作用的分子马达的动力学.分子马达被视为扩散粒子，当经过它们时，可以不对称地破坏或重建周期性分布的弱连接。我们明确的动力学性质的计算表明，耦合的无偏分子马达与桥燃烧机制的运输导致一个定向运动，降低波动，并产生一个动态的过渡在低浓度的弱链接的限制。后向偏置分子马达与烧桥机制之间的相互作用产生了复杂的动力学行为。对于可逆解离，分子马达的向后运动减慢。在一定的参数范围内，分子马达的运动方向会发生变化。分子马达也经历非单调的波动，由于两个相反的机制的作用：减少活动后，烧毁的网站和锁定的大波动。当两种机制具有可比性时，会观察到较大的空间波动。对于桥的不可逆燃烧，分子马达的性质是不同的，在一定浓度范围内，速度和波动被抑制，并且还观察到动态转变。系统的动力学进行了讨论的有效驱动力和不同的扩散制度之间的过渡。
2007-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Traffic of molecular motors through tube-like compartments
利用格子模型研究了分子马达在开放管状腔室中的运动。这些模型表现出边界诱导的相变相关的非对称简单排斥过程（ASEP）在一维。过渡线的位置取决于管两端的边界条件。研究了三种边界条件：（A）对应于封闭圆环管的周期边界条件。(B)在局部保持径向平衡的两个管端处的固定马达密度;以及（C）在一端处的扩散马达注入和在另一端处的扩散马达提取。除了相图，我们还确定了使用平均场近似和蒙特卡罗模拟的绑定和未绑定的电机密度的配置文件。我们的理论预测是实验可以达到的。
2003-04-30 cond-mat.stat-mech
Maximum power operation of interacting molecular motors
我们研究了不同的交通模型的驱动蛋白，这是相关的生物和实验背景下的机械和热力学性质。我们发现，电机-电机的相互作用发挥了根本性的作用，通过提高电机的最大功率的热力学效率，相比，非相互作用的系统，在广泛的生物相容的情况下。我们进一步考虑的情况下，电机-电机的相互作用直接影响的内部化学循环和系统动力学和热力学的影响进行调查。
2013-07-17 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Crowding of molecular motors determines microtubule depolymerization
微管的组装和拆卸动力学是由微管相关蛋白紧密控制的。在这里，我们调查如何加上端定向解聚酶的驱动蛋白-8家族调节MT解聚动力学。采用以个人为基础的模型，我们重现实验结果。此外，拥挤被确定为解聚动力学的关键调节机制。我们的分析给出了两个性质不同的制度。对于电机密度超过一个特定的阈值，一个宏观的交通堵塞出现在加端和MT动态成为独立的电机浓度。低于该阈值，在尖端处出现微观交通堵塞，其抵消解聚动力学的影响，使得解聚速度仅由电机密度确定。由于这种密度随MT长度而变化，因此长度依赖性调节是可能的。值得注意的是，电机协同性不影响解聚速度，但只影响解聚酶的末端停留时间。
2011-11-14 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Simulating a Chemically-Fueled Molecular Motor with Nonequilibrium Molecular Dynamics
大多数分子动力学的计算机模拟都是在平衡条件下进行的--在一个封闭的、孤立系中，或者在一个保持恒定温度或压力的系统中。有时候，在这些模拟中引入额外的张力、剪切力或温度梯度，以探测对外力的一种非平衡响应。然而，催化剂和分子马达的功能是基于化学反应的热力学驱动力引起的非平衡动力学。在这种情况下，模拟需要恒化器能够保持非平衡稳态的化学浓度。我们开发了这样一个动态的计划，并用它来观察一个新的基于粒子的经典模型的链状分子马达周期。分子马达经常用详细的平衡破坏马尔可夫模型来建模，我们通过对模拟的微观动力学进行粗粒化来明确地构建这样一幅图，以提取速率。这项工作确定了粒子间的相互作用，调整这些速率，以创建一个功能的电机，从而产生一个计算的操场，以调查方向偏差，电流生成和耦合强度之间的相互作用，在分子信息棘轮。
2021-11-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Recovery of state-specific potential of molecular motor from single-molecule trajectory
我们已经开发了一种新的方法来评估潜在的配置文件的分子马达在每个化学状态下，只有探针的轨迹，并将其应用于旋转分子马达F $_1$ -ATP酶。通过这种方法，我们还可以获得有关机械力化学耦合和能量学的信息。我们证明，位置依赖的化学状态的转换是F $_1$ -ATP酶的高效自由能转导的关键特征。
2011-12-01 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantifying the Heat Dissipation from a Molecular Motor's Transport Properties in Nonequilibrium Steady States
理论分析，映射到单循环马尔可夫过程的分子马达的单分子时间轨迹，使我们能够评估从电机耗散的热量，并阐明其依赖于平均速度和扩散率。与处于平衡状态的被动布朗粒子不同，分子马达的速度和扩散常数是相互关联的。特别是，我们的研究清楚地表明，随着产热的扩散率的增加是活性颗粒的自然结果，这让人想起最近的实验前提，即放热酶的扩散是由其自身催化周转释放的热量增强的。与自由扩散的放热酶相比，动力学仅限于一维轨道的驱动蛋白-1在将构象波动转化为局部定向运动方面非常有效，从而显示出显著更高的扩散率及其周转率的增强。将分子发动机和自由扩散酶放在同等的地位，我们的研究为理解放热酶的热增强自扩散提供了热力学基础。
2016-12-28 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.BM
Walks of molecular motors interacting with immobilized filaments
分子马达在细胞骨架丝上的运动用直线上的定向行走来描述。允许从这条线上分离的概率很小。周围流体的运动可以用对称随机游动来描述。分离和再附着的影响计算的主方程的解析解。结果得到的分数绑定电机，他们的平均速度和位移。封闭的系统在有限的几何形状（管，板）导致一个实验上可实现的问题，这是研究在一个连续的描述，也在数值上的晶格模拟。
2004-08-30 cond-mat.stat-mech
Transport Characteristics of Molecular Motors
研究了分子马达的输运性质。应用基于布朗棘轮概念的简化模型。本文用数值方法分析了一类随机运动方程。系统地研究了运输的能量效率和质量表示的有效扩散系数。我们证明了摩擦和非平衡驱动的作用，运输量词和确定区域的参数空间，电机最佳运输。
2011-12-01 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fluctuation Theorem for the flashing ratchet model of molecular motors
分子马达将ATP水解产生的化学能转化为机械能。一个被充分研究的分子马达模型是闪烁棘轮模型。我们发现，这个模型表现出的波动关系称为Gallavotti-Cohen对称性。我们的研究强调了这样一个事实，即只有当化学和机械自由度都包括在描述中时，对称性才存在。
2009-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Modified Fluctuation-dissipation theorem for non-equilibrium steady-states and applications to molecular motors
我们提出了一个理论框架，以了解修改后的波动耗散定理有效的系统接近非平衡稳态和服从马尔可夫动力学。我们讨论的解释，这一结果的轨迹熵过剩。该框架说明了一个简单的教学例子的分子马达。我们还在这方面得到了广义格林-久保关系，类似于最近由塞弗特得到的关系，物理学评论快报，104，138101（2010）中描述了生物分子状态的更一般网络。
2010-12-21 cond-mat.stat-mech
Force-Velocity Relations of a Two-State Crossbridge Model for Molecular Motors
讨论了分子马达的力-速度关系。它们可以在两种极限情况下进行分析计算：大量和一对电机。研究了应变相关剥离率对电机特性的影响。它可以导致线性，肌球蛋白样，驱动蛋白样和异常曲线。特别是，我们指定的条件下，振荡行为可能会被发现。
1998-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sterically Driven Current Reversal in a Model Molecular Motor
本文通过非平衡分子动力学模拟最小化索烃马达模型，发现调节结合位点与催化位点间距可借空间位阻机制使穿梭环定向电流反转。
2023-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular motor traffic in a half-open tube
从理论上研究了半开放管状腔室中通过互斥相互作用的分子马达的交通。这些半开放的管道模仿轴突的形状。相互排斥导致交通堵塞或密度高原上的细丝。当电机速度改变符号时，就会出现相变。我们确定了相关的长度尺度和干扰行为的特点，使用解析近似和蒙特卡罗模拟格模型。
2005-12-02 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Brownian diode: Molecular motor based on a semi-permeable Brownian particle with internal potential drop
考虑了一个具有内部推进机制的等温布朗电动机模型。发动机是一种布朗粒子，它对周围的理想气体分子是半透明的。通过粒子的分子通道由类似于跃迁速率理论中的势控制，即特征在于由势垒分离的具有有限能量差的两个定态。内部电势降维持了通过粒子的分子通量的二极管样不对称性，这导致粒子的稳定漂移。
2013-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Model for the Self-Organization of Microtubules Driven by Molecular Motors
我们提出了一个二维模型的组织稳定的微管驱动的分子马达在一个开放的几何形状。在这个模型中，两种动力学相互竞争。第一个是纯粹的扩散，与旋转自由度之间的相互作用，第二个是一个本地驱动，依赖于微管极性。结果，存在依赖于配置的驱动场。应用分子场近似，我们能够推导出连续方程。对解的研究表明，该方程为非平衡稳态。这种自组织状态的存在和稳定性的熵产生方面进行了研究。数值模拟证实了分析结果。
1999-11-10 cond-mat.stat-mech
Transport of Molecular Motor Dimers in Burnt-Bridge Models
通过分析离散状态随机连续时间烧桥模型，对分子马达二聚体动力学进行了理论研究.在这些模型中，分子马达的运动被看作是沿着具有周期性分布的弱连接（桥）的晶格的随机行走。当粒子穿过弱连接时，它可以以概率$p$被破坏，驱动分子马达向一个方向运动。精确计算了二聚体分子马达的动力学性质和有效生成力随桥浓度$c$和燃烧概率$p$的变化关系，并与单体马达的动力学性质进行了比较.结果表明，二聚体和单体的速度之比永远不会超过2，而二聚体和单体的分散度相差不大。对于大多数参数组，二聚体的相对有效生成力（与单体相比）也不能大于2。然而，在$c=1/2$的特殊情况下，对于晶格之间的非零位移，二聚体可以产生非常大的力。我们的计算并没有显示出以前的计算研究预测的胶原酶马达蛋白在真实的生物系统中产生的力的显着增加。通过详细考虑燃烧桥附近的粒子动力学，讨论了所观察到的二聚体分子马达的行为。
2007-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular motors: design, mechanism and control
每个动物细胞的生物功能都依赖于各种各样的分子马达的协调运作。其中一些发动机将货物运送到各自的目的地，而另一些则是移动车间，在轨道上移动时合成大分子。其他一些电机被设计为包装机和搬运机。所有这些电动机都需要输入能量来执行其机械功，并且在远离热力学平衡的条件下运行。这些马达的典型尺寸和它们产生的力分别为纳米和皮牛顿的量级。它们受到周围水介质分子的随机轰击，因此遵循嘈杂的轨迹。由于它们的小惯性，它们在粘性细胞内空间中的运动表现出在低雷诺数下流体动力学的特征。在这篇文章中，我们将讨论物理学家如何对这些机器进行理论建模和计算机模拟，以深入了解它们的机制，工程师可以利用这些机制来设计和控制人造纳米电机。
2008-01-10 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.pop-ph
Efficiency and Fluctuation in Tight-Coupling Model of Molecular Motor
提出了一个简单的分子化学发动机紧耦合模型。化学发动机的效率及其平均速度可以明确地计算。扩散常数近似估计使用波动定理。采用随机边界条件进行了Langevin模拟，并将数值结果与理论计算进行了比较。
2006-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energetics and efficiency of a molecular motor model
Mogilner等人提出的线性分子马达模型的能量学和效率（Phys.Lett. 237，297（1998））从分析的角度进行了分析。该模型是基于蛋白质摩擦与轨道的耦合Langevin方程的运动结合耦合主方程的ATP水解。在这里，电动机的能量和效率是使用多体方案解决的，重点是在最大功率（EMP）的效率。据发现，EMP从约10百分之启发式描述的电机减少到约1千分之一时，将完整的电机动态，由于强大的耗散与电机的动作。
2014-10-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Motion of rotatory molecular motor and chemical reaction rate
利用只考虑扩散过程的模型，研究了旋转分子马达的旋转速度和质子迁移率等物理量与化学反应速率的关系.发现了一种特殊的质子转运行为，这种行为增强了马达蛋白的能量转换效率。我们给出了一个自然的解释，即当化学反应速率之间存在某些不平等时，这种行为是普遍的。这为考察分子马达的运动是否受扩散过程控制提供了线索。
2003-08-16 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio
Fluctuation relations for molecular motors
本文综述了特殊涨落关系，如Gallavotti-Cohen关系在分子马达棘轮模型中的应用。特别强调的是放在两个国家的模型，如闪烁棘轮模型。我们推导出这些模型的Gallavotti-Cohen波动关系，我们讨论了它的一些影响。
2010-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Molecular Motor of Double-Walled Carbon Nanotube Driven by Temperature Variation
提出了单壁碳纳米管（SWNT）单胞内碳原子坐标的简洁公式，构建了一种新型的双壁碳纳米管分子马达，其内管为长（8，4）SWNT，外管为短（14，8）SWNT.通过对内外管中原子间的Lennard-Jones势求和，解析地导出了内外管间的相互作用。证明了热浴中的分子马达随浴温的变化呈现定向运动。
2003-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic mechano-chemical kinetics of molecular motors: a multidisciplinary enterprise from a physicist's perspective
分子马达由单个大分子或大分子复合物组成。就像它们的宏观对应物一样，分子马达将能量输入机械功。这里考虑的所有纳米电机都在远离平衡的等温条件下运行。此外，能量转换的一种可能机制，称为布朗棘轮，甚至没有任何宏观对应物。但是，分子马达并不是布朗棘轮的同义词;大量的分子马达执行嘈杂的动力冲程，而不是像布朗棘轮那样操作。我们不仅回顾了单个马达的结构设计和随机动力学，而且还回顾了它们的协调、合作和竞争以及多模块马达在各种细胞内动力学过程中的组装。虽然这里考虑的所有电机都执行机械运动，但效率和功率输出不一定是某些电机性能的良好衡量标准。在细胞内的纳米马达，我们认为搬运工，滑块和划手，活塞和挂钩，出口商，进口商，包装和移动以及那些也合成，操纵和降解“生命大分子”。我们主要回顾这些马达动力学的定量模型。我们还描述了几个电机驱动的细胞内随机过程的定量模型尚未开发。第一部分主要讨论了分子马达的研究方法和模型。在第二部分中，我们回顾了许多具体的例子，强调统一的基本机制以及多样性的操作所产生的差异，在其详细的结构和动力学。多学科的研究是从物理学家的角度提出的。
2013-06-04 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics of Molecular Motors in Reversible Burnt-Bridge Models
利用离散态随机“烧桥”模型，对以特定晶格键相互作用为动力的分子马达的动力学性质进行了理论研究。分子马达被描述为随机游走器，当穿过它们时，它们可以破坏或重建周期性分布的弱连接（“桥”），概率相应地为$p_1$和$p_2$。对于任意的参数值$p_1$和$p_2$，得到了精确和明确的动力学性质，如速度和色散。对于无偏随机步行者，可逆燃烧的桥梁的结果在一个有偏见的定向运动与动态过渡观察在非常小的浓度的桥梁。在向后偏置的分子马达的情况下，其向后的速度降低，并且在一定的参数范围内观察到运动方向的反转。研究还发现，色散表现出一个复杂的，非单调的行为与一些参数的大波动。通过分析烧毁桥附近分子马达的行为，讨论了系统的复杂动力学。
2009-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cooperative Cargo Transport by Several Molecular Motors
从理论上研究了多个分子马达协同作用下货物粒子的输运问题。运输性质主要取决于可以同时拉动货物颗粒的马达分子的最大数量$N$。由于每个马达必须在有限步数之后从灯丝上解绑，但也可以再次重新绑定到灯丝上，因此牵引马达的实际数量不是恒定的，而是随时间在零和$N$之间变化。最大数量$N$的增加导致货物颗粒的平均行走距离（或运行长度）的强烈增加。如果货物由高达$N$驱动蛋白马达拉动，例如，行走距离估计为$5^{N-1}/N$微米，这意味着7或8个驱动蛋白分子足以获得厘米范围内的平均行走距离。如果货物颗粒抵抗外部负载力被拉动，则该力在马达之间共享，这提供了非平凡的马达-马达耦合和非线性力-速度关系的通用机制。随着载荷的增加，瞬时速度的概率分布向较小的值移动，变得更宽，并发展出多个峰值。我们的理论与现有的实验数据是一致的，并进行定量预测，可访问系统的体外实验。
2005-12-05 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.BM
Toy model for molecular motors
提出了一个分子马达的跳跃模型，该模型由一个周期为2的非对称跳跃率态和一个均匀跳跃率态组成。状态的变化导致粒子的稳定的单向电流。电流被明确地计算为状态变化率的函数，还包括外部偏置场。研究了粒子线迁移率与扩散系数之间的爱因斯坦关系。输入到系统的功率，以及由对偏置场执行的工作产生的功率输出。该模型的效率被发现是相当小的。
1999-01-06 cond-mat.stat-mech
Discrete step sizes of molecular motors lead to bimodal non-Gaussian velocity distributions under force
生物机器物理特性的波动与其功能有着千丝万缕的联系。通过单分子技术可以得到进行性分子马达（如驱动蛋白1）的行程和速度分布，但目前还没有一个严格的理论模型来描述这些概率。我们推导出精确的分析结果的动力学模型来预测的阻力（$F$）依赖的速度（$P(v)$）和运行长度（$P(n)$）分布函数的通用双处理分子马达，采取向前和向后的步骤上的轨道。我们的理论定量地解释了零力驱动蛋白-1数据$P(n)$和$P(v)$使用的唯一参数的脱离率，从而使我们能够获得这些量的变化负载。在非零$F$处，$P(v)$是非高斯的，并且是双峰的，峰值在$v$的正值和负值处。$P(v)$是双峰的预测是驱动蛋白-1的离散步长的结果，并且即使考虑步长分布时仍然存在。虽然预测是基于驱动蛋白-1的数据分析，我们的结果是一般的，应该持有任何进行电机，走在一个轨道上采取离散的步骤。
2016-04-01 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Phenomenological framework for nonequilibrium steady states of molecular motors
提出了一种以有效温度表示的分子马达能量效率的表达式，该有效温度是根据关联函数与其速度敏感度的比值定义的。我们还提出了一个数值结果，关于这个温度的热棘轮模型。此外，我们的表达效率使用已知值驱动蛋白可以充分解释实验结果。这里提出的框架有一个封闭的形式现象，是独立于任何详细的模型。
2003-10-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
