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
Effective rates from thermodynamically consistent coarse-graining of models for molecular motors with probe particles
许多分子马达的单分子实验不仅包括马达本身，还包括与之耦合的大探针粒子，然而，这些实验的理论分析往往只考虑马达的自由度。我们提出了一种粗粒度的方法，映射模型，包括两个耦合的自由度，代表电机和探针粒子到这样一个有效的单粒子模型，通过消除探针粒子的动力学在一个appropriately和动态一致的方式。粗粒度的速率服从局部细致平衡条件，并再现净电流。此外，平均熵产生以及热力学效率是不变的，在这种粗粒化过程。我们的分析表明，只有通过假设不切实际的快速探针粒子，粗粒度的过渡率与传统上使用的单粒子电机模型的过渡率相吻合。此外，我们发现，对于多循环电机的失速力可以依赖于探针的大小。我们将这种粗粒化方法应用于F1-ATP酶和驱动蛋白马达的具体案例研究。
2015-01-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.BM
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
Relative velocity of sliding of microtubules by the action of Kinesin-5
驱动蛋白-5在脊椎动物中也称为Eg 5，是具有4个头部的进行性马达，其在称为微管的丝状轨道上运动。驱动蛋白-5的基本功能是通过同时在两个微管上行走而使两个反平行的微管滑动分开。我们开发了一个分析表达式的稳态相对速度的这种滑动的速率的附件和determination的电机头与微管上的ATP酶位点。我们首先分析一个微管上的一对马达头的运动，然后将其耦合到第二个微管上的同一马达的另一对马达头的运动，以获得滑动的相对速度。
2011-03-10 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Directional fidelity of nanoscale motors and particles is limited by the second law of thermodynamics via a universal equality
尽管第二定律规定为零功，但纳米级电机和驱动粒子在等温环境中的定向运动消耗有限的能量，但是量化这种一般限制仍然很困难。在这里，我们推导出一个普适等式，将任意纳米尺度物体的方向保真度与驱动它的最小能量联系起来，而方向保真度-能量等式仅取决于环境温度;在思想实验中，任何较低的能量都将违反第二定律。真正的实验证明的平等来自力引起的运动的生物纳米电机由三个独立的集团平移以及旋转运动。有趣的是，已知具有近100%能量效率的生物纳米粒子（F1-ATP酶）的自然自推进运动显然支付了第二定律规定的用于定向生产的最少能量成本。
2013-08-21 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Waiting time distributions in hybrid models of motor-bead assays: A concept and tool for inference
本研究提出一种基于微珠轨迹等待时间与跃迁统计的非侵入式推断方法，可无需外部控制参数提取分子马达的步长和停滞力，适用于通用混合模型，经F1-ATPase实验参数的数值模拟验证有效。
2023-05-04 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermodynamic inference in molecular motors: a Martingale approach
针对纳米级分子马达直接测量难、信息提取有限的问题，提出基于鞅理论的热力学推断策略，利用停时积分涨落定理和熵产生偏移界，在F1-ATPase模型中实现了旋转功、有效温度等热力学量的估计。
2025-09-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Efficiently driving F$_1$ molecular motor in experiment by suppressing nonequilibrium variation
本文通过实验、理论与模拟证明，采用角度钳制旋转F$_1$-ATPase比恒定扭矩更高效，因其抑制了非平衡涨落，减少输入功的无效耗散。
2025-05-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Energy Conversion, Fluctuation Suppression, and Information Transfer in the Thermodynamic Performance of Kinesin
The University of Osaka（大阪大学）
研究驱动蛋白热力学性能，通过构建两态模型，推导并比较多种效率的解析表达式与模拟结果，发现其效率低，说明仅热力学效率不能完全表征驱动蛋白性能，需进一步研究互补动力学观点。
2026-07-22 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Energetic costs, precision, and efficiency of a biological motor in cargo transport
分子马达在组织细胞内部中起着关键作用。在货物运输中有效的马达将沿着细胞骨架细丝以高速度和运输距离（或时间）的最小误差移动，同时消耗最少量的能量。然而，电动机的行进距离及其变化在物理上受到消耗的自由能的约束。最近制定的\emph{thermodynamic uncertainty relation}提供了一个理论框架的能量精度权衡关系无处不在的生物过程。根据该关系式，测量$\mathcal{Q}$（从电动机耗散的热与位移中的平方相对误差之间的乘积）具有最小理论界限（$\mathcal{Q} \geq 2 k_B T$），当电动机的时间轨迹对于给定量的自由能输入最大规则时，接近该最小理论界限。在这里，我们使用$\mathcal{Q}$来量化生物马达的运输效率。对几种类型分子马达的运动数据的分析表明，$\mathcal{Q}$是ATP浓度和负荷（$f$）的复杂函数。对于驱动蛋白-1，$\mathcal{Q}$在$f\approx 4$ pN和广泛的ATP浓度范围（1 $μ$ M - 10 mM）内接近理论结合，并在[ATP] $\approx$ 200 $μ$ M时局部最小化。与此形成鲜明对比的是，对于具有较长颈连接体的突变体，该局部最小值消失，并且$\mathcal{Q}$的值显著更大，这强调了分子结构的重要性。本文研究的生物马达的转运效率在细胞条件下进行了半优化（[ATP] $\ap…
2019-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
From aggressive driving to molecular motor traffic
动力蛋白马达蛋白的步长最近的实验结果的启发，我们开发了一个元胞自动机模型的动力蛋白马达的细胞内交通纳入特殊功能的障碍依赖步长的个别电机。我们首先调查的侵略性驾驶模型（ADM），一个简单的元胞自动机为基础的车辆交通模型，其中一个独特的功能是，它允许一个自然的扩展，以捕捉动力蛋白汽车交通的基本特征的属性。我们首先计算几个集体属性的ADM，在周期性和开放的边界条件下，分析使用两种不同的平均场方法，以及通过进行计算机模拟。然后，我们扩展的ADM，将附着和分离的电机上的轨道，这是一个共同的特点，被统称为细胞骨架马达的一大类马达蛋白的可能性。的边界和散装动力学的附着和分离的电机的轨道的相互作用，产生了一个阶段，高和低密度相分离的稳定的畴壁共存。我们还比较和对比我们的结果与模型Parmeggiani等。等（Phys. Rev. Lett. { \bf 90}，086601（2003）），其可以被认为是用于称为驱动蛋白的运动蛋白的密切相关家族的运输的极小模型。最后，我们比较了动力蛋白和驱动蛋白马达的运输效率在一个范围内的模型参数的值。
2006-10-07 cond-mat.stat-mech
