马达蛋白运动轨道的静电特性

在微管结构特点的基础上,介绍了马达蛋白运动轨道的静电特性,如电荷分布、电偶极以及相互作用势,为构造马达蛋白的物理模型提供较为真实的物质基础．     

用Monte Carlo方法计算非Gauss噪声的重整流和效率

为提高分子马达的流与效率,用Monte Carlo方法研究了非Gauss噪声驱动的布朗粒子在闪烁棘轮势场中的流和效率。在无势情况下,粒子向两边对称地自由扩散,其分布密度函数偏离Gauss分布,存在一个长拖尾或大随机力分布被截断;当势恢复后,不对称的棘轮势将无规扩散整流成定向输运流。结果表明:棘轮势整流非Gauss噪声驱动的布朗马达,能获得比Gauss噪声情况大很多的流和效率;而且随着噪声参数的变化,流能发生反向现象。     

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.     

肌球蛋白在集体协作工作模型中的力及效率

偏布朗运动模型是描述分子马达沿轨道运动的主要理论之一,此类模型的不足之处是不能产生足够强的力,其效率不高.对Julicher和Prost提出的描述肌球蛋白分子集体协作的偏布朗运动模型作了改进,定义了模型中分子马达的效率.计算表明,改进模型中分子马达的效率可达ηmax≈0.75,同实验值相符,单个分子马达产生的力大约是原模型的2倍,比实验值小.说明将分子马达沿轨道定向运动看作粒子在一维不对称锯齿势中运动的模型仍需进一步改进.     

弹性耦合双头分子马达的一维hand-over-hand模型

研究了棘轮势作用下弹性耦合双头分子马达的一维hand-over-hand模型.马达与轨道的相互作用受控于两个非对称势的开与关,通过数值模拟得到马达的运动轨迹符合hand-over-hand模型特征.此外,研究了负载存在与否两种条件下,马达效率随各种参数的变化.不加负载时,随着不对称势关闭时间toff的逐渐增大,效率总体上呈现增加趋势;加负载时,效率随负载由负向到正向的增加,先呈现出逐渐增大的趋势,并最终达到稳定值;不同的温度D、弹性系数k以及不对称势关闭时间toff条件下,效率随颈部原长a的增大呈现出相似的周期性变化.研究结果表明,马达效率的大小受制于上述诸因素的共同影响.     

色噪声环境下系统记忆性对分数阶布朗马达合作输运特性的影响

本文引入分数阶微积运算,建立色噪声环境下分数阶布朗马达在闪烁棘齿势中的合作输运模型,通过数值模拟讨论分析了系统记忆性对合作定向输运性质的影响.本文的研究表明,系统记忆性可通过分数阶阶数和色噪声关联时间描述,且分数阶对输运特性的影响远大于色噪声;改变系统阶数不仅可影响粒子链定向输运速度的大小,还可改变其运动方向,使系统出现与整数阶方向相反的定向流,且出现振荡与广义随机共振现象;色噪声关联时间改变输运速度的大小,但不改变定向流的方向.     

空间周期性温度场中布朗热泵的热力学特性

研究了一种热驱动布朗热泵的热力学特性, 该布朗热泵由运动于周期性的锯齿势场中、受到外力作用并且沿空间坐标方向交替地与高、低温热源接触的布朗粒子构成. 考虑了由布朗粒子势能变化和动能变化引起的热流. 导出了布朗热泵的供热率、供热系数和输入功率的解析表达式. 通过数值计算分析了热泵的性能特性. 结果表明, 由于存在粒子动能变化引起的热流, 该热泵始终是不可逆的, 其供热系数达不到卡诺供热系数. 详细分析了外力、势垒高度、锯齿势场不对称度和高、低温热源温比等运行参数对热泵性能的影响. 得到了该布朗马达系统能作为一个热泵运行时外力和势垒高度的有效取值区间. 分析发现, 布朗热泵的性能强烈地依赖于以上特征参数, 适当地选取这些参数, 可以使热泵处于最佳工作模式.     

含He元素簇HeX~(n )(n=1,2;X=B～Ne)的自旋轨道偶合常数的CAS-MCSCF研究

用全活化空间多组态自洽场方法，计算了ＢＨｅ＋（３Σ－），ＣＨｅ２＋（３Σ－），ＮＨｅ＋（３Σ－）、ＯＨｅ２＋（３Σ－）、ＦＨｅ＋（３Σ－）和ＮｅＨｅ２＋（３Σ－）等含氦的双原子簇合物离子三态的自旋－轨道偶合常数，得到了一些有意义的结果．与原子中的情形一样，随着电子数的增加，电子的轨道运动和自旋运动的相互作用迅速增强     

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.     

分子马达定向运动的瞬态过程

本文研究了在一维三态周期跳跃模型下分子马达定向运动的瞬态过程，对于给定的任意初始分布，得出了与时间有关的几率分布的解析表达式，包括到达稳态之前的所有的瞬态过程，由此可获得马达在各个时刻的漂移速度和扩散系数，这是与对时间有关的两态模型的一上推广，同时还计算了马达到达稳态所需要的特征时间，并把结果同实验及其他计算结果进行了比较，与实验值符合的较好。     

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。     

密立根油滴的布朗运动对测量结果的影响分析

对油滴实验中油滴由于布朗运动而产生的横向漂移量进行了计算,并对其产生的实验不确定度进行了分析.结果表明,在所选的实验条件下,油滴的布朗运动所产生的横向漂移对实验结果影响较小.实验过程中油滴较大的横向漂移并非油滴的布朗运动所致.     

Direct observation of the mechanochemical coupling in myosin Va during processive movement

Myosin Va transports intracellular cargoes along actin filaments in cells. This processive, two-headed motor takes multiple 36-nm steps in which the two heads swing forward alternately towards the barbed end of actin driven by ATP hydrolysis. The ability of myosin Va to move processively is a function of its long lever arm, the high duty ratio of its kinetic cycle and the gating of the kinetics between the two heads such that ADP release from the lead head is greatly retarded. Mechanical studies at the multiple- and the single-molecule level suggest that there is tight coupling (that is, one ATP is hydrolysed per power stroke), but this has not been directly demonstrated. We therefore investigated the coordination between the ATPase mechanism of the two heads of myosin Va and directly visualized the binding and dissociation of single fluorescently labelled nucleotide molecules, while simultaneously observing the stepping motion of the fluorescently labelled myosin Va as it moved along an actin filament. Here we show that preferential ADP dissociation from the trail head of mouse myosin Va is followed by ATP binding and a synchronous 36-nm step. Even at low ATP concentrations, the myosin Va molecule retained at least one nucleotide (ADP in the lead head position) when moving. Thus, we directly demonstrate tight coupling between myosin Va movement and the binding and dissociation of nucleotide by simultaneously imaging with near nanometre precision.     

分数布朗运动驱动的分数阶Benjamin-Ono方程的适定性

主要考虑分数次布朗运动驱动的随机分数阶Benjamin-Ono方程,利用随机卷积在空间Xs,b中的估计,三线性估计和压缩映射原理得到了随机分数次Benjamin-Ono方程的适定性.     

Diagnostic analysis of mesoscale rainstorms in the Jiang-Huai valley of China with convective vorticity vector

By the vector product of absolute vorticity vectors and equivalent potential temperature gradients, a new vector, convective vorticity vector (CVV) is readdressed after Gao et al., and is applied to the study of the development and movement of mesoscale rainstorms in the Jiang-Huai valley of China by using high-resolution simulation data with PSU/NCAR MM5 briefly. The results show that the CVV, especially its vertical component which is closely related to interactions between vertical secondary circulations and horizontal equivalent potential temperature gradients, may be a good tracer and diagnostic tool in the study of mesoscale rainstorms in the Jiang-Huai valley of China. And the main physical processes responsible for the variations of the vertical component of the CVV are discussed briefly based on its tendency equation proposed in this article.     

二维Brownian motor工作模型

研究了Brownian(布朗) motor在二维耦合的非对称性周期势中同时受热噪声和外部非平衡涨落驱动下的定向输运,讨论了耦合对流行为的影响.发现在二维摇摆棘轮中,流和效率的极大值出现在有限温度;而在二维关联棘轮中,流的极大值比一维的大2个量级.     

Maxwell方程组Lorentz表述四维张量形式的讨论

在经典Maxwell方程组的基础上，利用四维空间矢量和四维电磁场张量的变化规律，将Maxwell方程组Lorentz表述的场方程组变换成四维张量形式，证明了Lorentz表述四维张量形式的特点，验证了Maxwell方程组的协变性以及Lorentz表述的四维张量形式的对称性，从而更好地解释了电磁场的运动规律。通过列举实际算例验证了本文算法的实用性和有效性，简化了运动介质相关的问题，体现了在解决运动介质方面问题的优越性，为运动问题的解决提供了一定的帮助。     

The cargo-binding domain regulates structure and activity of myosin 5

Myosin 5 is a two-headed motor protein that moves cargoes along actin filaments. Its tail ends in paired globular tail domains (GTDs) thought to bind cargo. At nanomolar calcium levels, actin-activated ATPase is low and the molecule is folded. Micromolar calcium concentrations activate ATPase and the molecule unfolds. Here we describe the structure of folded myosin and the GTD's role in regulating activity. Electron microscopy shows that the two heads lie either side of the tail, contacting the GTDs at a lobe of the motor domain (approximately Pro 117-Pro 137) that contains conserved acidic side chains, suggesting ionic interactions between motor domain and GTD. Myosin 5 heavy meromyosin, a constitutively active fragment lacking the GTDs, is inhibited and folded by a dimeric GST-GTD fusion protein. Motility assays reveal that at nanomolar calcium levels heavy meromyosin moves robustly on actin filaments whereas few myosins bind or move. These results combine to show that with no cargo, the GTDs bind in an intramolecular manner to the motor domains, producing an inhibited and compact structure that binds weakly to actin and allows the molecule to recycle towards new cargoes.     

国际供应链中基于数量柔性契约的订购策略

分析了在汇率波动服从几何布朗运动、制造型企业对其客户不可缺货的情况下,制造型企业原材料的多阶段最优国际订购策略．通过构造无风险投资组合的方法,建立了企业生产项目的价值的一般模型,应用二项式模型对其求解,并通过算例仿真验证了模型及解法的有效性．