擁擠環(huán)境下的高分子擴散動力學.pdf

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

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

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