微观生物学的数学建模：糖胺聚糖刷中的离子配对、介电递减和波恩能量
摘要：生物大分子包括核酸、蛋白质和多糖氨基糖酸通常具有负电荷，可以跨越几百纳米甚至微米的尺度。这些结构存在于由弱多价静电相互作用主导的拥挤环境中，可以用代表底层分子纳米尺度生物物理学的平均场连续方法建模。我们开发了用于多糖氨基糖酸刷层的这样的模型，包括稳态修正的亨利·西斯托尔-波尔兹曼模型和瞬态的诺恩斯特-普朗克模型，其中融入了重要的离子特异性（霍夫迈斯特）效应。结果量化了通过离子电泳、介电降低水合力和离子特异对配对效应实现电中性的方法。分析了毛刷-盐界面上的静电势以及结合和未结合离子的特征，并对界面上的跃迁条件进行了建模。这些模型可适用于许多本质无序的生物物理环境，并预计将为改善人类健康的治疗和药物传递工具的设计和开发提供见解。
作者：William Ceely (1), Marina Chugunova (1), Ali Nadim (1), James D. Sterling (2) ((1) Institute of Mathematical Sciences - Claremont Graduate University, (2) Henry E. Riggs School of Applied Life Sciences - Keck Graduate Institute)
论文ID：2206.11951
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2023-03-08