同向马达蛋白在细胞内的运输（英文）

细胞内物质的主动运输主要通过马达蛋白这一特殊的纳米机器来完成。在运输过程中，马达蛋白之间的协作性显著影响着距离、速度等重要的运输特性。为了理解这一机制，我们结合Gillespie模拟和理论推导，解释了单马达蛋白的力学特性如何影响了多个马达蛋白之间的协作性，进而对运输距离进行调节。我们建立了一个深度学习模型来帮助快速获得马达蛋白的运动参数。我们的结果揭示了同向马达蛋白在细胞内运输的物理本质。     

驱动蛋白及其作用研究进展

驱动蛋白是一种非常重要的细胞内运输"货物"的分子马达,它沿着微管运动来行使其功能.介绍了驱动蛋白的结构、运动及物质运输机制、在精子发生过程中的功能以及在抑制癌症过程中的作用,并对驱动蛋白及其作用研究存在的问题进行了探讨,为今后更进一步深入研究和认识驱动蛋白提供有价值的新信息、新思路.     

静电相互作用对驱动蛋白马达运动的影响

利用一种常见驱动蛋白(1BG2)和微管蛋白(1TUB)的结晶结构,通过静电计算得到了马达头部和微管蛋白表面的电势分布,并对比晶体结构分析了微管势场对马达头部正电势区域的作用.此外,利用解泊松方程的方法计算了驱动蛋白与微管间的静电相互作用,并发现马达沿微管轴向运动时所处的微管电势场具有周期性,其周期与马达步进周期有很好的一致性.最后,结合计算结果提出了驱动蛋白在静电作用下的运动机制.     

驱动蛋白的结构及运动机制研究进展

驱动蛋白是一种重要的细胞内运输"货物"的分子马达,它基于微管运动,其结构、功能和运动机制是人们主要的研究方面。揭示驱动蛋白的工作机制必将会加深人们对分子马达的认识,而且可以使人类从新的角度去认识、研究和利用这一分子机制。     

高糖诱导肥胖模型中线粒体发生研究

线粒体不仅是细胞内的能量代谢中心,而且不断进行着生物发生、融合、分裂等以适应细胞内环境的变化.NRF1是核内重要的转录因子,对线粒体的生物发生过程有重要的调控作用.线粒体的功能变化与多种代谢性疾病密切相关,如肥胖、糖尿病等.高碳水化合物饮食能够引起过度肥胖及高血糖、糖尿病等症状,持续的高血糖对线粒体的状态也会有影响.在高糖诱导的小鼠肥胖模型中,持续的高血糖对棕色脂肪线粒体的影响尚不清楚.通过高糖饮食构建了肥胖小鼠模型,结果发现高糖饲喂小鼠能够显著引起脂肪的堆积,并且发现对棕色脂肪的影响最为显著.通过对线粒体关键蛋白的检测,发现持续的高血糖能够引起NRF1蛋白的表达下调,同时引起线粒体蛋白水平的显著下降.在体外培养的HeLa细胞中,也得到了相同的结果.实验表明高糖处理能够通过抑制NRF1抑制线粒体的生物发生,调控棕色脂肪对脂肪酸的代谢功能.     

基于分子马达的活细胞内微粒逃离势阱的运动概率

用Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程研究了在活细胞内作拟布郎运动的微粒在分子马达驱动下跳离势阱的运动概率,进而得到ＡＴＰ分子的水解反应概率、马达蛋白分子的反应概率以及确定与活细胞内微粒膜连接的马达蛋白分子数和ＡＴＰ分子数的统计表达式。     

小功率步进电机控制器的设计

采用单片机AT89C51对步进电机进行控制,通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片SI-7300驱动步进电机;用4X4的键盘来对电机的状态进行控制,PMM8731是步进电机脉冲分配器,SI-7300是高性能步进电机集成功率放大器．它们和单片机一起可构成一种高效电机控制驱动电路．作者介绍了PMM8713与SI-7300的功能,给出了由它们组成的功率驱动电路及其在步进电机上的应用方法．     

超声压电马达用驱动电路的设计

设计一种适应性较广低成本的压电马达驱动电路,通过实验设计并制作出频率可调式小型化压电马达驱动控制电路,能够输出两双路电信号(相位差为90°)。驱动控制行波型压电马达,输出频率范围在0-58kHz,输出电压可以通过改变变压器的匝数比进行调节(100-200V)。通过实验证实了这种驱动电路能够满足压电马达驱动的要求。     

分子马达 构建“小”的世界

科普便利贴:机体的一切活动,从肌肉收缩、细胞内部的运输、遗传物质(DNA)的复制,到细胞的分裂等等,在分子水平上,都是具有马达功能的蛋白质大分子做功推动的结果。因此,它们被称为分子马达或蛋白质马达、蛋白质机器等。到目前为止,已有百种以上的分子马达被确定,它们在机体内执行着各种各样的生物功能。分子马达都是沿着相应的蛋白丝做定向运动。这些蛋白丝起着"轨道"的作用,它们都是有极性的,因而也是有方向性的。这些分子马达可高效率地将贮藏在腺苷三磷酸(ATP)分子中的化学能直接转换为机械能,产生协调的定向运动而做功。迄今为止,人类尚无由化学能直接转换为机械能做功的任何记载,因而由生物体反映出的这种独特的能量转换形式不仅对于生命活动至关重要,而且人类也可以从新的角度出发去认识、研究及利用这种能量转换的分子机制。因此,分子马达做功原理及能量转换机制一直是分子生物学、物理学、生物化学等诸多学科中最为引人注目的领域之一,并且会在相当长的时间里成为多学科共同面临的一个极具挑战性的科学领域。     

高转矩步进气马达设计

利用谐波齿轮传动原理设计一种新型的高转矩步进气马达 ,并说明该步进气马达的结构设计和动作原理。本步进气马达与普通的叶片式气马达、活塞式气马达相比较 ,具有高转矩输出和低速步进式传动的特点。     

PLC控制的步进电机频率曲线优化技术研究

PLC(Programmable Logic Controller)控制步进电机在许多工业控制中应用广泛，本文介绍了PLC通过发送脉冲和方向信号给步进电机的驱动器，由驱动器来控制步进电机工作的原理.并研究了步进电机的频率曲线，分析总结出用PLC控制步进电机使运动小车的运行速度最优化，并在中药自动配药系统中以实验数据证明了步进电机在PLC控制下的频率曲线优化的可行性.     

分子马达定向运动的合作机制

分子马达是当前生物学和物理学的前沿课题,其定向运动的动力学机制一直是科学家关注的焦点之一.生物体内的分子马达一般是很多个一起协同工作.相互作用与合作在分子马达集体行为中起了很大作用.本文概述了分子马达合作运动的现象和机制.为进一步阐述合作的意义,本文详细讨论了分子马达必须依靠合作才能实现定向输运的两种情况.第一种,分子马达通过合作,在过阻尼条件下克服不停闪烁的棘齿势,实现了定向运动.第二种,分子马达通过合作,可以将一个方向上输入的驱动能量转化到垂直方向上做功,并产生定向输运.     

草履虫的类中间纤维以免疫学方法进行的初步研究

以抗中间纤维蛋白抗体作为探针进行免疫荧光实验,得到细胞内不同部位的阳性反应,暗示原生质中可能存在类中间纤维。这些同源蛋白的胞内分布具有一定的规律性。进一步采用SDS-PAGE和免疫印迹技术研究它们的生化性质,发现4种主要蛋白明显有别于胞内其他蛋白组分。它们是21,23,33及68kD蛋白。在免疫印迹实验中,4种蛋白中的一种或几种分别与不同的中间纤维蛋白抗体有交叉反应。以上实验初步表明,草履虫细胞内存在高等生物中间纤维蛋白的同源蛋白。     

步进电机速度的精确控制

根据经济型数控机床向高精度、实用性发展的需求,研究了步进电机的速度控制时,最佳实现、左端点实现、右端点实现3种速度曲线实现的基本原理,并比较了它们实现方法的计算复杂性,证明用左端点法是一种简单、实用的步进电机实现速度控制的方案。基于该方案,通过截用PC机系统的定时器资源产生精确定时的控制脉冲,使步进电机实现宽广范围内的速度平滑控制。该方法在实际应用中效果良好。     

静液驱动履带车辆行驶控制策略研究

为提高静液驱动履带车辆行驶控制性能,设计了基于马达转速调节的车辆行驶控制策略,并采用线性自抗扰控制算法调节马达输出转速。首先建立了静液驱动系统流体动力学模型,获得以马达转速为输出的系统传递函数;然后基于履带车辆行驶动力学和运动学原理建立了以两侧马达目标转速为控制量的车辆数学模型;在此基础上根据静液驱动系统特点制定整车行驶控制策略并设计线性自抗扰控制器,对马达转速进行闭环控制;最后在MATLAB/Simulink中进行仿真分析,验证了车辆行驶控制策略的有效性。结果表明：线性自抗扰控制算法在不同工况下可有效控制车辆完成稳定的直线、转向行驶,与经典PID控制算法相比,具有响应速度快、无超调和抗干扰能力强的优点。     

双头布朗马达定向运动的物理模型

基于非平衡态涨落理论和驱动蛋白结构特征，建立了双头布朗马达运动的物理模型，提出了两头之间相互作用的机制以及布朗马达与轨道相互作用势的三态闪烁形式。对布朗马达运动暂态过程的计算结果表明，当布朗马达与轨道的相互作用势在三态之间闪烁时，布朗马达定向运动且运动速度大小依赖于环境温度和三态势之间的跃迁率。     

采用步进电机驱动的摩擦传动微进给机构

为解决微小型机电系统大行程、高精度进给的问题,设计实现了一种由旋转电机驱动的摩擦传动微进给机构。采用对称预紧设计使加于摩擦传动主支承轴承上的预紧正压力的合力为零、从而减少传动误差。当步进电机采用5万步/转细分驱动时,经减速比为10:1的摩擦传动机构,输出直线位移分辨率可达到0.16μm。位移测试实验显示该摩擦传动微进给机构具有可靠的运动传递性能,系统的位移输出特性基本上取决于所采用的步进电机及细分驱动电路的特性。进给速度可通过改变驱动脉冲的频率调节,机构在高频驱动大位移动作时亦表现出准确的步进特性,可用于小型机电系统的开环进给驱动。     

步进电机精确控制问题探讨

步进电机的转动精度一般由细分程度控制,通过阶梯波的产生,插入电流合成向量,实现细分驱动。在此基础上,本文提出了多级细分控制的思想,依靠软件控制的灵活性,通过不同的细分档位设定,解决了控制中精度和速度的兼顾问题,实现了步进细分驱动的高精度、低成本和高效率。     

一种简单实用的新型三相步进电机控制电路的设计

设计了一种由NE555和74LS74芯片组成的三相步进电机的控制系统。该系统采用弱电电路来控制强电电路,利用NE555的数字脉宽振荡电路产生时钟脉冲,通过二片74LS74中的三个D触发器,去控制驱动电路中的三个电磁继电器,驱动三相步进电机转动。步进电动机转动的速度由脉冲信号的宽度来控制。改变相线通电顺序可改变定子磁场旋转的方向,从而达到控制步进电动机正反转方向控制。     

一种实用超声马达驱动电路的设计和制作

超声波马达是一种借助摩擦传递弹性超声波振动以获得动力的驱动结构。超声波马达需要专用电源供电,在实验室中只要具有信号发生及放大装置即可满足这个要求,而当马达作为某个装置的部件时,就需要配置专用的可移动电源器。针对实验室利用压电材料所研制的新型超声波马达,设计和制作出了一种专用驱动电路。该驱动电路由干电池提供直流电源,产生频率范围为10-100kHz,电压峰峰值为0-180V可调的超声波信号。实验结果表明,研制的电路性能稳定,能方便地驱动超声波马达,并良好运转。