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现代生物学研究表明,一个细胞中包含数百种马达蛋白,这些蛋白质大分子能够实现从化学能到机械能的转换,是机体一切活动的本质动因。因此,对分子马达的研究成为分子生物学的热点领域之一。本文关注的是动力蛋白类分子马达,1998年,shingyoji设计实验观察鞭毛轴丝动力蛋白的单分子行为,发现其有往返振动行走行为。时至今日,虽然利用x射线衍射给出了轴丝动力蛋白分子的三维结构,经各种生化分析,电镜观察等手段给出了单分子机械化学偶联循环模型,但仍无法解释shingyoji实验结果的理论。本文结合shingyoi的单分子实验条件,用化学动力学理论研究了双头动力蛋白分子的工作循环,发现动力蛋白分子工作循环过程中的态分布概率发生周期性变化。这一理论结果一定程度上可同实验结果相比较,为解释动力蛋白的单分子行为提供了新视角。 本文分为四章,第一章介绍动力蛋白的功能和结构;第二章介绍动力蛋白的工作循环;第三章介绍动力蛋白的单分子实验和结果;第四章是本文的核心内容,动力蛋白单分子振荡的新模型。根据力对化学反应速率的影响,分析动力蛋白在微管上运动过程中由定向运动转变为振动行为的机制;并绘制出动力蛋白单分子振荡模型图,最后将理论结果与实验结果进行比较。