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。     

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.     

持续蛋白马达步进速度的优化研究

持续蛋白马达是公认的最小生物热机,它们能够利用ATP水解释放的能量并借助两个"脚"沿着生物聚合物的微管前进。更为有意义的是这种运动能够实现生物细胞内"货物"的输运。驱动蛋白马达是持续马达的典型例子,它们可在细胞内沿细胞骨架的蛋白丝输送细胞器。通过目前公认的驱动蛋白马达模型讨论了马达的步进速度,并且模型中始终考虑马达向后的步进行为。发现激活态下自由能的减少可加速驱动蛋白马达的催化循环,并可使马达向前或者向后的跃迁更加频繁。同时驱动蛋白马达优化后的反转几率与实验中观测到的结果一致。该结论表明在自然选择过程中驱动蛋白马达通过进化速度可以获得最大化。     

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。     

真菌Rab蛋白功能的研究进展

Rab家族蛋白是小G蛋白Ras超家族最大的亚家族,不同Rab家族蛋白定位在特定的细胞内膜上.研究结果表明,作为真核生物细胞中各细胞器之间囊泡运输的分子开关,Rab蛋白通过其上游的调节子蛋白和下游的效应子蛋白调控着细胞内囊泡的形成和运输,调节生物体内各种蛋白在细胞内外的运输和分配,在真菌的生长发育和致病过程中起到关键作用.     

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。     

纵扭复合马达驱动特性研究

以复合超声马达定子与转子间的耦合传动为研究对象，提出了定子与转子间的粘着摩擦模型．依据马达转子的动力学特性，建立了定子与转子间的耦合力矩方程．对马达特性的仿真分析表明，耦合接触角是决定马达特性的决定因素，这为马达的有效控制提供了理论依据，     

马铃薯贮藏蛋白Patatin及其突变体分子动力学和分子对接的研究

马铃薯贮藏蛋白Patatin具有水解脂肪的能力,且特定位点的突变能够影响Patatin的水解酶活性.Patatin的水解酶活性中心是由Ser77和Asp215组成,首先采用分子动力学方法研究Patatin及其突变体的稳定性和构象变化,通过结构比对没有发现构象规律性的变化,然后采用分子对接方法,发现了两个基团(Patatin及其突变体活性位点Ser77的羟基与底物p-硝基苯基癸酯的酯键)间的距离具有规律性:即H109A和D182A(活性减弱)两个基团之间的距离偏大,而R368A,E140A,H109N(活性增强)两个基团之间的距离偏小,符合之前的生化数据.这说明Ser77的羟基与底物PNPC10的酯键间的距离可能能够影响底物小分子与Patatin蛋白的结合,从而影响Patatin酯酶的活性.同时,根据细胞内溶质磷脂酶A2(cPLA2)反应过程,我们推测了Patatin与底物之间可能的催化机制.     

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．     

用玻耳兹曼方程研究基于分子马达的细胞内特质转运

活细胞内存在基于分子马达的微粒主动运动而引起的物质转运。文中利用玻耳北曼方程采用驰豫近似法，求得一级近似下，活细胞内基于分子马达的微粒主动运动的速度分布函数，将理论结果与实验结果比较，符合较好。进而对基于分子马达的物质转动规律作出了统一的数学物理描述。     

人类ARF1蛋白的重组表达及其与GDP/ADP的弱相互作用

腺苷酸核糖基化因子1(ADP ribosylation factor 1,ARF1)是一种小G蛋白,负责调控细胞内的囊泡运输,从而影响细胞的生长发育.采用分子克隆的方法构建人类ARF1(hARF1)蛋白的重组质粒pET28a-hARF1,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中表达纯化,随后利用荧光光谱法和分子对接方法研究hARF1蛋白与嘌呤核苷酸(GDP/ADP)之间的弱相互作用.研究结果表明,重组表达的hARF1蛋白分子质量22 859.29u,与理论值基本一致,其纯度大于95%,产率为5mg/L左右;GDP/ADP与hARF1蛋白弱相互作用的结合常数分别为0.022 69和0.007 71(μmol/L)-1,说明hARF1蛋白选择性地结合GDP,这与细胞内hARF1蛋白只结合GDP的结论一致.     

耳蜗外毛细胞Prestin的研究进展

哺乳动物耳蜗外毛细胞能响应膜电位变化，其长度和劲度(stiffness)均能发生迅速改变．外毛细胞的这种电动性被认为是由分子马达(motor)驱动，能产生耳蜗机械放大，Prestin特异地在外毛细胞内表达．近年的研究认为Prestin正是耳蜗外毛细胞的分子马达．对近年来有关Prestin的结构功能特性的研究结果进行了较详细论述．     

纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达，对其转动机理，影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试。实验表明，该马达具有频漂小，转速稳定，转换效率高等特性。     

基于遗传算法的烟草卷烟共用库选址优化模型

为降低烟草行业工商公司之间总体物流运输费用，缩短工商公司之间卷烟配送时间，综合考虑了卷烟运输中非满载装运和空车返回对于运输单价的影响，构建了包括运输路径、运输距离、运输单价等因素在内的以卷烟运输总体费用最低为目标的工商公司共用库选址模型。利用2020年全国烟草工商公司销售数据，运用该模型得到了其最优共用库选址方案，即共用库选址在天津、银川、南宁、西宁、西安、昆明、武汉、南昌、合肥等9个地区时，相对于现有烟草工商企业之间点对点运输方式，可节省10.2%的物流费用，能在一定程度上为烟草行业物流前置库的选址提供参考。     

数字配流与调速式液压马达的建模与实现

研究了一种采用高速电磁开关阀组实现配流与调速的新型液压马达.介绍了液压马达的工作机理及结构特点;建立数学模型,并对液压马达不同负载下的调速特性和换向特性进行了仿真.结果表明,新型液压马达不仅可以通过改变高速电磁开关阀控制信号占空比来调节液压马达的转速,而且可以通过切换配流状态表实现换向.最后,通过新型液压马达样机上的实验研究,证明了该新型液压马达数学模型是合理和有效的.     

铁路分线运输收入计算方法探究

论述了从事分线运输收入计算研究的意义，分析了影响分线运输收入的因素及其相关变量，研究了它们之间的相互关系，提出了分线运输收入的计算方法，并运用这一方法进行了实证计算。     

纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达．对其转动机理、影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试．实验表明，该马达具有频漂小、转速稳定、转换效率高等特性．     

双喷嘴挡板电液伺服阀力矩马达电磁特性研究

针对双喷嘴挡板电液伺服阀力矩马达电磁特性对衔铁受力响应影响问题,采用有限元技术,利用CST软件建立了力矩马达电磁特性仿真模型.设置不同线圈匝数和不同磁流体层厚度等边界条件,分别研究了力矩马达在基本结构组件条件下和对力矩马达内加入磁流体条件下的电磁特性.结果表明:在相同电流条件下在力矩马达内引入磁流体或增大线圈匝数都可增大衔铁所受电磁力,提高力矩马达电磁性能.     

超声旋转行波马达研究

采用解析法求解了环形行波超声马达定子振动的幅频特性，并在此基础上，依据马达转子的动力学方程，建立了定子与转子间的接触数学模型，从理论和实验两个方面分析了输入激励电源频率及电压大小变化对马达输出机械特性的影响，结果表明，超声马达的输出特性与激励电源的参数密切相关，在谐振频率附近，马达的阻转力矩和输出转速都有较大增加，增加驱动电压，阻转力矩和输出转速将单调增大。     

双马达驱动电液位置伺服系统的同步控制

分析了双马达同步驱动的电液位置伺服系统中，两马达间的耦合机理以及同步误差的影响因素，提出了动态特性一致性校正和同步误差比例微分校正的同步控制方案，研究表明，本控制方案可以保证两马达同步运动，改善系统的动态品质。