Aggregation of flexible polyelectrolytes: Phase diagram and dynamics
已知溶液中带相似电荷的聚合物（称为聚电解质）在带相反电荷的反离子存在下会形成聚集结构。了解平衡相和聚集过程的动力学对诸如此类聚合物的主链柔性和电荷密度的参数的依赖性对于深入了解涉及生物聚电解质（诸如蛋白质、DNA等）的各种生物过程是至关重要的。在这里，我们使用大规模粗粒度的分子动力学模拟，以获得相图的灵活的带电聚合物的聚集结构和表征的聚集体的形态以及聚集动力学，在三价抗衡离子的存在下。根据电荷密度观察到三个不同的相：无聚集，多个小聚集体与大聚集体共存的有限束相，以及完全相分离的相。我们表明，聚合物主链的灵活性导致带电聚合物之间的强纠缠，导致在聚集过程中的额外的时间尺度。聚集动力学的这种减慢导致指数，其表征聚集体数量随时间的幂律衰减，取决于聚合物的电荷密度。这些结果是相反的刚性聚电解质，强调骨干灵活性的作用。
2017-06-30 cond-mat.soft
Complexation of a polyelectrolyte with oppositely charged spherical macroions: Giant inversion of charge
研究了在盐水溶液中长柔性聚乙烯（PE）分子与带相反电荷的球形粒子（如胶体、胶束或球状蛋白质）的络合作用。PE束缚了缠绕在它们周围的球体，而球体彼此排斥，形成几乎周期性的项链。如果PE的总电荷大于球的总电荷，则PE在球上的排斥关联导致每个球的净电荷反转。在相反的情况下，我们预测另一种相关效应：被PE球屏蔽的球与PE结合的数量如此之大，以至于它们反转了PE的电荷。即使当单价盐的屏蔽较弱时，通过绝对值的反转电荷也可以大于PE的裸电荷。在更大浓度的单价盐中，反向电荷可以达到巨大的比例。我们的理论是在定性协议与最近的实验胶束PE系统。
2001-02-22 cond-mat.soft
Why can a hydrophilic polyelectrolyte precipitate and redissolve below the critical micelle concentration of an oppositely-charged surfactant ?
本研究通过平均场理论解析，揭示了聚电解质在低于CMC的相反电荷表面活性剂下发生再入凝聚的机制，强调静电吸附与最小耦合能的关键作用。
2024-11-10 cond-mat.soft
Simulation of weak polyelectrolytes: A comparison between the constant pH and the reaction ensemble method
在经典分子动力学和蒙特卡罗模拟中，反应系综和恒pH方法是模拟质子化和去质子化反应的著名化学平衡方法。在这篇文章中，我们展示了两种方法之间的相似性{在某些条件下}。我们进行分子动力学模拟的一个弱的滴定剂，以比较两种方法得到的滴定曲线。我们的研究结果揭示了一个很好的协议之间的方法时，反应系综被用来扫描的反应常数。显着的差异之间的反应合奏和恒定pH值的方法可以观察到较强的酸和碱的自适应pH值。这些偏差是由于显式质子的存在下，在反应系综的方法，诱导屏蔽的带电滴定基团之间的静电相互作用的质子。我们的模拟结果提示，一个更好的适用性系统的反应系综方法在有限的几何形状和可滴定基团的聚电解质与不同的pK $_\text{a}$值。
2017-02-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Critical adsorption of polyelectrolytes onto charged Janus nanospheres
基于广泛的蒙特卡罗模拟和分析的考虑，我们研究了静电驱动的柔性链吸附到带电Janus纳米球。这些净中性胶体由两个相等但带相反电荷的半球组成。的临界结合条件的Janus粒子的半径和它的表面电荷密度，以及周围的溶液中的盐浓度的函数进行了分析。特别是对于有限长度的双链到Janus纳米颗粒的吸附，我们证明了当Janus颗粒的大小或电解质的筛选长度变化时，临界吸附条件有很大不同。我们比较的尺度律得到的吸附-解吸阈值均匀带电的球形粒子的已知结果，观察显着的差异。我们还对比了Janus纳米颗粒的吸附-脱附转变附近的α链构象和结合能分布的变化，以及简单球形颗粒的变化。最后，我们讨论了实验相关的物理化学系统，我们的模拟结果可能变得重要。特别是，我们观察到类似的趋势与相反的，但异质性带电的蛋白质的复合物。
2014-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
The Osmotic Coefficient of Rod-like Polyelectrolytes: Computer Simulation, Analytical Theory, and Experiment
棒状聚电解质溶液的渗透系数被认为是通过比较目前的理论处理和模拟最近的实验数据。讨论仅限于单价抗衡离子和稀无盐溶液的情况。细胞模型的经典泊松-玻尔兹曼解正确地预测了渗透系数的强烈下降，但仔细观察后，系统地高估了它的值。用分子动力学模拟和最近提出的DHHC理论定量研究了离子-离子关联的贡献。然而，我们的合成，刚性链聚电解质的实验数据的比较表明，相关效应只能部分解释的差异。因此，定量的理解需要在电解质的有限原始模型之外进行理论上的努力。
2001-05-09 cond-mat.soft
From isolated polyelectrolytes to star-like assemblies: The role of sequence heterogeneity on the statistical structure of the intrinsically disordered Neurofilament-low tail domain
本研究利用同步辐射小角X射线散射探究NFL无序尾部结构域的序列异质性对其统计结构的影响，发现不带电结构域诱导吸引相互作用使其自组装成星状聚合物刷，而截断后带电结构域保持孤立聚电解质特征。
2024-02-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Structure of strongly charged polyelectrolyte solutions
利用分子动力学模拟和最近的理论研究了高电荷、本征柔性和亲水性聚电解质在低盐中的半稀溶液的密度相关性。与最近的散射和渗透压实验的定量比较，没有可调参数。协议被发现在中间波矢q与不同的链电荷分数f的聚合物-聚合物结构因子。理论也与渗透压的模拟和实验一致，但不与在低q下显示异常大强度的散射数据的q -> 0外推一致。
2006-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of charges on the behavior of polyelectrolyte microgels confined to oil-water interfaces
静电作用对微凝胶界面性质的影响在文献中一直存在争议。目前尚不清楚库仑相互作用是否或如何影响它们在界面约束下的行为。在这项工作中，我们结合压缩等温线，原子力显微镜成像，和计算机模拟，以进一步研究在油-水界面的pH响应性微凝胶的行为。在低压缩下，带电的微凝胶可以比不带电的微凝胶被压缩得更多。带电微凝胶的面内有效面积比不带电的小。因此，可压缩性由微凝胶与界面的面内相互作用决定。然而，在高压缩下，带电的微凝胶比不带电的微凝胶可压缩性差。位于水相中的微凝胶组分相互作用较早的带电比不带电的微凝胶，因为它们的不同的溶胀垂直于界面。因此，在高压缩下的压缩性由面外相互作用控制。此外，所研究的微凝胶的尺寸起着关键作用。在低压缩的电荷依赖性的差异，在压缩性仅观察到小，但不为大的微凝胶，而在高压缩的行为不依赖于大小。我们的研究结果突出了软聚合物微凝胶的复杂性相比，刚性胶体颗粒。我们清楚地表明，静电相互作用影响的微凝胶的界面性质。
2020-08-24 cond-mat.soft
Invariance of density correlations with charge density in polyelectrolyte solutions
我们提出了一个理论的平衡结构的非线性解决方案。主要元素是一个简单的，新的优化方案，允许理论，如随机相位近似（RPA），以处理苛刻的排斥力存在于这样的系统。比较与最近的中子散射实验的随机带电，亲水性聚合物在无盐，半稀溶液中的各种电荷密度的数据。不同程度的现实主义的模型进行检查。在高电荷密度下观察到的不变性的通常解释是对流凝聚。然而，当聚合物-聚合物相关性被适当地处理时，我们发现在Debye-Huckel理论水平上建模聚合物-共轭相关性是足够的。
2003-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixing order asymmetry in nanoparticle-polymer complexation and precipitation revealed by isothermal titration calorimetry
本研究针对复合凝聚领域既往多聚焦聚电解质等体系的现状，以铈、铁氧化物纳米颗粒与多种带电物种为对象，结合等温滴定量热等技术发现络合分两步进行、熵贡献占优，且次级过程反应焓存在混合顺序不对称性。
2024-10-29 cond-mat.soft
End-effects of strongly charged polyelectrolytes - a molecular dynamics study
我们调查端部效应的离子分布周围的强带电，灵活的聚电解质与淬火的电荷分布的分子动力学模拟稀聚电解质溶液。我们采取明确的反离子考虑和计算通过埃瓦尔德求和方法的完整的库仑相互作用。我们发现，自由抗衡离子的解决方案分布在这样一种方式，一小部分的链电荷被有效地中和。这反过来又导致一个有效的电荷分布，这是类似的弱电荷滴定聚电解质，具有退火的电荷分布。静电相互作用，链构象和counterweight分布之间的微妙的相互作用进行了详细研究，作为不同的系统参数，如链长Nm，电荷分数f，带电粒子密度ρ，离子强度和溶剂质量的函数。从标度理论的预测进行比较。
2001-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Counterion adsorption on flexible polyelectrolytes: comparison of theories
在球形空腔中，考虑了在一个柔性的碳链上的反离子吸附，通过在碳链上取一个“排列的”电荷分布，使得“吸附的”反离子被允许沿着骨架移动。我们用自洽场论（SCFT）计算了电离度，并与以前发展的变分理论进行了比较。在这两种理论中的自由能的各种贡献的分析表明，达到电离的平衡度主要是作为一个相互作用的抗衡离子的吸附能的骨干，小离子的平移熵，和它们相关的密度波动。SCFT计算的电离度明显低于变分法计算的电离度。这种差异完全是由于系统中小离子的密度波动造成的，这在变分过程中得到了解释。当这些波动被故意抑制在截断变分过程中，出现了显着的定量协议的各种因素的平衡电离度，尽管在这两个计划中使用的近似和计算程序的根本差异。然而，由于小离子的密度波动的显着影响不被捕获的SCFT，由于SCFT和其他贡献因素之间的更透明的变分过程中的密切协议，后者是一个更好的计算工具，用于获得电离度。
2008-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Separation in Symmetric Mixtures of Oppositely Charged Rodlike Polyelectrolytes
本文用准解析计算方法研究了带相反电荷的棒状聚电解质的无盐对称混合物的相分离。对混合物中各向同性-各向同性和各向同性-均相相变的稳定性进行了分析，结果表明静电相互作用有利于均相有序化。对称混合物的共存曲线也被构建，并用于检查的影响，线性电荷密度和静电相互作用强度棒状的双金属络合。结果表明，由于聚电解质的线电荷密度和Bjerrum长度决定的静电相互作用强度较低，反离子均匀地分布在共存相中。然而，随着静电相互作用强度的增加，抗衡离子也与棒状聚电解质一起分配。结果表明，反离子的数密度是在浓缩（或“凝聚”）相比在稀释（或上清液）相。与这样的棒状混合物相反，柔性的无规混合物可以仅经历各向同性-各向同性相分离。弱电荷棒状混合物的共存曲线与那些类似的灵活的混合物的比较表明，各向同性-各向同性相分离的静电驱动力是更强的柔性混合物。
2010-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Effects of Charge Regulation on the Conformations and Dynamics of a Polyelectrolyte during Nanoparticle Adsorption
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of Delhi（德里大学）
本研究通过混合CR蒙特卡罗/分子动力学模拟，探究电荷调控对聚电解质吸附带相反电荷纳米粒子的构象与动力学影响，发现高盐下CR增强吸附、CC促伸展构象等规律，为调控纳米粒子稳定性提供策略。
2026-10-14 cond-mat.soft
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质（例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等）混合时，形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构，其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献，我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子（半径2纳米）和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统，并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验，我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论，如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
Stable Oxide Nanoparticle Clusters Obtained by Complexation
我们报告的聚电解质中性共聚物和带相反电荷的6纳米晶体纳米粒子之间的静电络合。对于氧化物纳米颗粒的两种不同分散体，静电络合引起在20 - 100 nm范围内形成稳定的纳米颗粒簇。研究发现，在团簇内部，颗粒是通过吸附在其表面的嵌段而粘在一起的。冷冻透射电子显微镜允许可视化的集群和确定的概率分布函数的大小和聚集数。光散射和低温显微镜结果之间的比较表明，存在的聚合物刷周围的集群。
2006-08-08 cond-mat.soft
Polyelectrolytes Adsorption: Chemical and Electrostatic Interactions
平均场论被用来模拟电子的吸附和带电表面过补偿的可能性。对于也具有化学吸引力的带电表面，在高盐条件下过充电很大，达到裸露表面电荷的20-40%。然而，对于参数的物理值，在热力学平衡中并未获得完全电荷反转。过充电随着盐的加入而增加，但不具有与裸表面电荷的简单缩放形式。我们的研究结果表明，更进化的解释是需要的，以了解多层堆积。对于强聚合物排斥表面，我们推导出简单的标度律的吸附和过充电。我们表明，过度充电的比例与裸露的表面电荷，但其幅度是非常小的表面电荷相比。与有吸引力的表面相反，在这里发现过度充电随着盐的加入而显著降低。在弱排斥表面的中间范围内，添加盐的行为从增加过充电（在低离子强度下）到减少过充电（在高离子强度下）。我们的结果支持所有类型的表面的完整的数值解的平均场方程。
2004-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Sol-gel transition in heteroassociative RNA-protein solutions: A quantitative comparison of coarse-grained simulations and the Semenov-Rubinstein theory
本研究通过粗粒化模拟与Semenov-Rubinstein理论对比，揭示了RNA-蛋白质混合物中无相分离的溶胶-凝胶转变及双重再入行为，强调了桥接形成的关键作用，并指出理论在稀溶液中的局限性。
2025-02-21 cond-mat.soft
Accelerated Collapse Kinetics of Charged Polymers in Good Solvent: Role of Counterion Condensation
该研究通过粗粒化分子动力学模拟揭示良溶剂中反离子凝聚驱动带电聚合物加速坍缩的机制，发现其动态标度指数小于中性聚合物，反离子价态等因素影响坍缩效率，为理解生物分子动力学提供新视角。
2025-04-17 cond-mat.soft
Electrostatic Persistence Length Revisited. II. Simulations and Comparison to Experiment
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
该研究通过大规模粗粒化蒙特卡洛模拟验证聚电解质静电刚化遵循二次OSF/KK定律，分析尺寸指数特性，重新分析实验数据并排除线性BJ定律，解决了相关矛盾。
2026-08-25 cond-mat.soft
Charge Regulation Effect on Nanoparticles Interaction Mediated by Polyelectrolyte
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）
研究电荷调节对由反电荷聚电解质介导的纳米颗粒相互作用的影响，通过混合CR分子动力学模拟发现电荷调节增强聚电解质吸附，导致弱排斥，而常电荷模型则产生更强的吸引力。
2025-12-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Functionality and Protein-Water Interactions
蛋白质的结构呈现出由螺旋和环组成的二级元件。几个水的疏水性尺度与两个重复蛋白质的功能的比较表明，这些二级元素具有水诱导的中程秩序，有时是相似的，但也可以是互补的，结构顺序。这些迄今为止的“幻影”序参量的研究有望在蛋白质动力学理论的影响深远的增量改进。该理论的一个副产品是对不同疏水性尺度的可靠性的独立评估。
2008-03-02 cond-mat.soft
Ground state structure and interactions between dimeric 2D Wigner crystals
本文用计算机模拟的方法研究了两个二维维格纳晶体在中性带电板上的基态有序和相互作用。我们考虑由（i）点状电荷和（ii）带电二聚体形成的晶体，这些晶体模拟了细长多价离子对带电表面的屏蔽，如非球面球状蛋白质、带电树枝状聚合物或短硬聚电解质。这两个系统，与点状和二聚体离子，显示五个不同的晶相上增加层间距离。除了改变双分子层内的平移顺序外，二聚体系统中的相变的特征在于改变离子的取向顺序。
2006-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kosterlitz-Thouless and Manning Condensation
本文对二维等离子体中金属-绝缘体相变的Kosterlitz-Schloss理论与一维溶液中的对流凝聚作了比较。结果表明，与最近的一些建议，反凝聚和Kosterlitz无相变是不同的。
1998-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge fluctuation effects on the shape of flexible polyampholytes with applications to Intrinsically disordered proteins
无规聚两性电解质（PA）含有沿聚合物链随机分布的带正电荷和带负电荷的单体。假设电荷之间的相互作用由德拜-休克尔势给出。我们发现，PA的大小是由静电相互作用之间的相互作用，引起的静电（PE）的效果，由于每个单体的净电荷（$σ$），和一个有效的吸引PA相互作用，由于电荷波动，$δσ$。当PA效应很重要时（${\frac{δσ}σ} > 1$），这些项之间的相互作用引起回转半径$R_g$对德拜长度倒数$κ$的非单调依赖性。在相反的极限下，$R_g$随着$κ$的增加而单调减少。PA链的模拟，使用带电珠弹簧模型，进一步证实了我们的理论预测。模拟明确表明，构象异质性表现在序列之间具有相同的PA参数。一个明确的含义是，PA序列的相位，并通过推理IDP，不能仅使用裸PA参数（$σ$和$δσ$）来确定。该理论用于计算$N$上$R_g$的变化，即一组内含子紊乱蛋白（IDP）的残基数量。对于$N$在24到441之间的某类IDP，尺寸随着$R_g \sim N^{0.6}$而增长，这与小角X射线散射（SAXS）实验的数据一致。
2018-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Rheology of protein-stabilised emulsion gels envisioned as composite networks. 1 -- Comparison of pure droplet gels and protein gels
蛋白质稳定的乳液凝胶可以在胶体凝胶的理论框架中进行研究，因为蛋白质组装体和液滴都可以被认为是软胶体。这些颗粒的性质、尺寸和柔软度不同，这些差异可能会影响它们形成的凝胶的流变学性质。纯凝胶由牛奶蛋白（酪蛋白酸钠），或亚微米蛋白质稳定液滴，制备缓慢酸化悬浮液在各种浓度。他们的微观结构的特点，他们的粘弹性，无论是在线性和非线性制度，和他们的频率依赖性进行了测量，并比较了两种类型的凝胶的行为。蛋白质凝胶和液滴凝胶被发现有广泛相似的微观结构和流变性能相比，在固定的体积分数，一个参数来自于研究的蛋白质和液滴形成的悬浮液的粘度。粘弹性表现出幂律行为的浓度，储能模量的频率。此外，应变硬化被发现发生在低浓度。这些行为略有不同的蛋白质凝胶和液滴凝胶，表明一些特定的性质的初级胶体颗粒发挥作用的凝胶的流变性能的发展。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatically assisted macroion association
用正则Monte Carlo计算机模拟方法研究了一个具有定向短程吸引作用的高度非对称双链模型系统。MC数据与以前发表的理论结果的比较显示出良好的一致性。对于中等值的结合能，这与分子对接，自由和二聚大离子之间的动态平衡观察。二聚化大离子的分数取决于大离子浓度、结合能大小和小抗衡离子的价态。二价反离子诱导大离子之间的有效吸引并增强二聚化。这种效应在低至中等大离子浓度下最为显著。
2021-10-09 cond-mat.soft
Structure and stability of self-assembled actin-lysozyme complexes in salty water
利用同步辐射小角X射线散射和分子动力学模拟研究了肌动蛋白和溶菌酶之间的相互作用。溶菌酶最初桥对肌动蛋白丝，放松成六边形协调的柱状复合物由肌动蛋白举行在一起的不相称的一维紧密堆积的阵列的溶菌酶大离子。这些复合物被发现是稳定的，即使在显着浓度的单价盐的存在下，这是定量解释从冷凝和水相之间的盐的重新分配。
2005-07-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Electrostatic interaction of neutral semipermeable membranes
我们考虑由半渗透膜包围并由无盐液体的薄膜分隔的盐的本体溶液之间的渗透平衡。虽然膜是中性的，但膜分子的抗衡离子渗透到间隙中并导致空间电荷分离。这引起了距离依赖性膜电位，其转化为排斥性静电分离压力。从非线性Poisson-Boltzmann方程的解，我们得到的电位和离子的分布。然后，我们推导出一个明确的公式施加在膜上的压力，并表明它偏离经典的范特霍夫的渗透压表达式。这种差异被解释在排斥性的静电分离的压力源自间隙内的对流云的重叠。我们还开发了一个简化的理论基础上的线性化泊松-玻尔兹曼方法。提供了与电解质的原始模型的模拟的比较，并且证实了理论预测的有效性。除了中性表面可以排斥的基本结果之外，这种机制不仅有助于控制活细胞、细菌和囊泡的粘附和长程相互作用，而且还使我们能够论证静电相互作用在决定由半透膜限制的系统的行为和功能方面应该起着巨大的作用。
2012-01-18 cond-mat.soft
Comparison of amino acid occurrence and composition for predicting protein folds
背景：从氨基酸序列预测蛋白质的三维结构是计算/分子生物学的一个长期目标。蛋白质折叠的成功识别将有助于提高蛋白质三维结构预测的准确性。结果如下：在这项工作中，我们提出了一种基于线性判别分析（LDA）的方法，用于识别蛋白质属于30个不同的折叠使用的氨基酸残基的出现在一组1612蛋白质。该方法可以区分30种主要折叠类型的球状蛋白，灵敏度为37%，与文献中的其他方法相当或更好。已经开发了用于从氨基酸序列预测蛋白质的折叠类型的网络服务器，并且其可在http://granular.com/PROLDA/获得。结论：基于氨基酸出现率的线性判别分析能成功识别蛋白质折叠。本方法具有几个优点，例如，（i）它直接预测蛋白质的折叠类型而不进行成对比较，（ii）它可以区分大量蛋白质中的折叠，以及（iii）它非常快地获得结果。这是一个简单的方法，可以很容易地结合到任何其他结构预测算法。
2007-05-10 cond-mat.soft nlin.AO q-bio.BM
Application of a simple short-range attraction long-range repulsion colloidal model towards predicting the viscosity of protein solutions
一些硬球胶体模型因不能准确预测蛋白质等复杂生物分子的溶液粘度而受到批评。竞争短程吸引和长程排斥，也称为SALR相互作用，被认为会影响低至中等离子强度下蛋白质溶液的微观结构。然而，这种相互作用主要涉及引起相变、蛋白质凝胶化或可逆的团簇形成，并且它们对蛋白质溶液粘度变化的影响尚未完全了解。在这项工作中，我们展示了应用硬球胶体模型与SALR相互作用对预测稀至半稀蛋白质溶液的粘度。比较的球形白蛋白和Y形的治疗性单克隆抗体，不能解释以前的胶体模型。模型预测表明，它是吸引力和排斥力之间的耦合，引起所观察到的实验趋势，溶液粘度作为pH值，浓度和离子强度的函数。该模型的参数是从测量的第二维里系数和净表面电荷/zeta电位，没有额外的拟合的粘度。
2022-09-09 cond-mat.soft
Shape deformation of lipid membranes by banana-shaped protein rods: Comparison with isotropic inclusions and membrane rupture
利用隐式溶剂无网格膜模拟研究了弯曲蛋白质棒在流体膜上的组装。随着杆曲率增加，膜管上的杆首先沿着方位角方向组装，随后沿着纵向方向组装。在这里，我们表明，这两个过渡曲率随杆刚度的增加而减小。为了比较，曲率诱导各向同性夹杂物也进行了模拟。当各向同性夹杂物具有与其他膜区域相同的抗弯刚度时，即使夹杂物的自发曲率较大，夹杂物也均匀地分布在膜管和囊泡上。然而，各向同性夹杂物具有更大的弯曲刚度诱导形状变形，并集中在一个优选的曲率区域。对于高杆密度、高杆刚度和/或膜边缘的低线张力，杆组件诱导囊泡破裂，导致高属囊泡的形成。曲率的逐渐变化抑制了这种破裂。因此，与边缘张力相比，由杆组件引起的大应力是决定断裂的关键因素。对于杆曲率与相反的标志的囊泡曲率，膜破裂诱导反转的膜，导致分裂成多个囊泡，以及形成高属囊泡。
2016-04-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mean-Field HP Model, Designability and Alpha-Helices in Protein Structures
分析蛋白质结构的正方形晶格上的平均场HP模型的几何性质表明，具有大量的表面和核心位点之间的开关回的结构被肽有利地选择为独特的基态。模型（二元）肽序列与蛋白质数据库和达利域词典中列出的串联（二元）蛋白质序列的全球比较表明，最高的相关性发生在选择有利结构的模型肽和含有α-螺旋的蛋白质序列的那些部分之间。
1999-11-17 cond-mat.soft q-bio
Pressure Effects in Supercooled Water: Comparison between a 2D Model of Water and Experiments for Surface Water on a Protein
在大量水中的实验证实了具有不同密度的水分子的两种局部排列的存在，但是，由于在低温$T$下不可避免的冻结，不能确定这两种排列是否在两个阶段中分离。为了避免冻结，新的实验测量了蛋白质表面上低$T$时的水动力学，发现了从高$T$时的非阿耳忒弥斯状态到低$T$时近似阿耳忒弥斯状态的交叉。受这些实验的启发，Kumar等人[Phys. Rev. Lett. 100，105701（2008）]通过Monte Carlo模拟和平均场计算，研究了在水的细胞模型中动态交叉与两个液相共存的关系，并预测：（i）动态交叉是等时的，即交叉时间$τ_{\rm L}$的值近似与压力$P$无关;（ii）低- $T$状态的Arrhenius活化能$E_{\rm A}(P)$随着$P$的增加而降低;（iii）$τ$达到固定宏观时间$τ^*\geq τ_{\rm L}$时的温度$T^*(P)$随着$P$的增加而降低;特别地，这对于$τ=τ_{\rm L}$达到固定宏观时间时的交叉温度$T_{\rm L}(P)$也是如此。在这里，我们将这些预测与最近的准弹性中子散射（QENS）实验进行比较。Q. Chu { \it等}在不同的$P$值下对水合蛋白质的影响。我们发现，实验与这三个预测一致。
2008-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Preferential attachment in the protein network evolution
酿酒酵母的蛋白质相互作用图，以及许多自然和人造的网络，共享无标度拓扑结构。优先连接模型被认为是一个通用的网络演化模型，产生这种普遍的拓扑结构。然而，尚不清楚模型假设是否适用于蛋白质相互作用网络。使用跨基因组比较，我们表明：（a）蛋白质越老，它的连接性越好;（b）蛋白质在进化过程中获得的相互作用数量与其连接性成正比。因此，优先连接控制着蛋白质网络的进化。最后讨论了导致这种偏好的演化机制及其启示。
2003-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.MN
Electrostatics controls the formation of amyloid-like superstructures in protein aggregation
蛋白质在不同的超结构中聚集的可能性，即大规模多态性，已经被广泛观察到，但对其背后的物理化学机制的理解仍然遥不可及。在这里，我们提出了一个理论模型，用于描述一个通用的聚集体形成的合奏的带电蛋白质。该模型预测了多重分形结构的形成，其生长的几何形状由单个蛋白质之间的静电相互作用决定。模型预测的聚集体生长的实验曲线相比，成功地验证。该模型是通用的，能够预测聚集体形态发生在体内和体外。我们的研究结果首次提供了一个统一和通用的框架，其中单个蛋白质之间的物理相互作用，聚集体形态和生长动力学连接到一个单一的模型中，与实验数据非常吻合。
2013-02-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Modeling two-state cooperativity in protein folding
一种蛋白质模型，其成对相互作用能随局部环境的变化而变化，即，包括触点之间的某种集体效应。晶格蒙特卡罗模拟的结晶特性和自由能分布显示了明确的两态行为和协同折叠的这种模型。作为比较，相关的模拟通常的高模型，其中的相互作用能是独立的局部构象，也作出了。我们的研究结果表明，在折叠过程中的相互作用的演变起着重要的作用，在蛋白质折叠的两态协同。
2001-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
The fraction of condensed counterions around a charged rod: Comparison of Poisson-Boltzmann theory and computer simulations
本文研究了高电荷刚性聚电解质溶液中的反凝聚现象。提出了一种方法，该方法-基于电荷分布函数-确定凝聚离子的分数和凝聚层的径向延伸。在无盐Poisson-Boltzmann（PB）理论中，它再现了曼宁参数xi>1的凝聚离子的众所周知的分数1-1/xi。此外，它预测了一个弱盐依赖性的这部分和崩溃的概念，在高盐限的反凝聚。我们补充我们的理论研究与分子动力学模拟的细胞状模型，不断产生更强的凝聚比PB理论预测。虽然理论和模拟之间的协议是优秀的单价，弱电荷的情况下，它恶化的静电相互作用强度的增加，特别是，增加价。例如，在高浓度的二价盐和大的xi，我们的计算机模拟预测电荷振荡，这意味着场论是无法重现的。
1999-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Determination of Interaction Potentials of Amino Acids from Native Protein Structures: Test on Simple Lattice Models
我们提出了一种新的方法来确定蛋白质的氨基酸之间的有效相互作用潜力。该策略是基于一个新的优化过程和几何参数的组合，这也揭示了任何优化过程的缺点。该策略可以应用于任何天然结构的数据集，如可从蛋白质数据库（PDB）。然而，在这项工作中，我们在简单的晶格模型上解释和测试了我们的方法，其中真实的相互作用是先验已知的。即使对于PDB中的适度数量的蛋白质结构，提取的电位和真实电位之间也获得了极好的一致性。与其他方法的比较也进行了讨论。
1998-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Protein Adsorption into Mesopores: A Combination of Electrostatic Interaction, Counterion Release and van der Waals Forces
牛心脏细胞色素c已被固定到介孔二氧化硅主体材料SBA-15在其天然折叠和尿素展开状态。这两种折叠态的行为的比较对细胞色素c吸附的常用解释，即静电相互作用模型提出了质疑。作为缓冲溶液的pH和离子强度的函数的蛋白质结合的详细调查揭示了蛋白质-二氧化硅相互作用的复杂性质。静电相互作用，范德华力和熵的贡献，由对流释放各自有助于吸附在二氧化硅孔壁。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mean Field Approach for a Statistical Mechanical Model of Proteins
我们研究了Galzitskaya和Finkelstein提出的描述蛋白质折叠的拓扑模型的物理性质。我们设计并测试了三种不同的平均场方法的模型，简化了治疗，而不破坏的描述。通过将其应用于免疫球蛋白结合蛋白（GB 1）的$β$ -发夹片段，并与现有的实验数据和模拟结果进行比较，检查模型及其平均场近似的有效性。我们的结果表明，只要仔细选择模型的参数，该模型是解释折叠实验数据的一个相当简单且相当好的工具。平均场方法基本上恢复所有相关的精确结果，并代表可靠的替代蒙特卡罗模拟。
2003-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
