擁擠環(huán)境下的高分子擴(kuò)散動力學(xué).pdf

1、擴(kuò)散現(xiàn)象廣泛存在于自然界中，并且對一系列物理化學(xué)反應(yīng)的過程起著重要作用。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，研究者們發(fā)現(xiàn)在高分子體系中，分子擁擠效應(yīng)對其中的大分子的擴(kuò)散有明顯的影響，并由此影響到了很多高分子體系中的物理和化學(xué)過程，例如蛋白質(zhì)在DNA鏈上搜尋目標(biāo)、大分子配體在搜尋平面上目標(biāo)等。對分子擁擠環(huán)境下的大分子擴(kuò)散動力學(xué)研究有助于我們揭開對高分子體系的化學(xué)物理本質(zhì)的理解。本文從以下三個方面研究了大分子在擁擠環(huán)境下通過擴(kuò)散進(jìn)行的不同物理過程:

2、>　　1.大分子在擁擠環(huán)境下的亞擴(kuò)散
　　在氣體或者小分子液體中，分子擴(kuò)散的均方位移與擴(kuò)散時間成正比關(guān)系～t，而在大分子擁擠體系，如生物細(xì)胞中，研究者們觀察到了大分子的亞擴(kuò)散行為，即～tα，α＜1。本文中通過朗之萬動力學(xué)模擬方法，研究擁擠劑粒子的濃度以及尺寸對體系中示蹤粒子亞擴(kuò)散指數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系。
　　2.蛋白質(zhì)在擁擠環(huán)境下搜尋DNA上目標(biāo)位點(diǎn)的動力學(xué)
　　蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞擁擠環(huán)境中尋找

3、DNA上特定位點(diǎn)的過程對DNA的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制等過程中起重要作用。前人在研究此過程中提出促進(jìn)擴(kuò)散模型，即蛋白質(zhì)交替進(jìn)行溶液本體中的三維擴(kuò)散和沿DNA鏈方向的一維擴(kuò)散。我們在本文中利用朗之萬動力學(xué)模擬方法，構(gòu)建了簡單的蛋白質(zhì)在DNA鏈上通過促進(jìn)擴(kuò)散尋找目標(biāo)位點(diǎn)的模型，研究DNA-蛋白質(zhì)間的非特異性相互吸引強(qiáng)度和體系中分子擁擠劑濃度對蛋白質(zhì)搜尋DNA鏈上目標(biāo)的速率的影響。
　　3.配體在擁擠環(huán)境下搜尋表面上目標(biāo)位點(diǎn)的動力學(xué)
　　在表