介观异质性塑造生物分子凝聚体中的分子选择性与传输

root 提交于 周三, 09/09/2026 - 02:47
越来越多的实验和计算证据表明,许多凝聚体在介观尺度上呈现出异质性的内部组织结构。然而,这种介观组织如何影响客体分子的选择性与传输,目前仍知之甚少。在本研究中,我们采用粗粒化分子动力学模拟,在支架分子密度、黏性基团比例以及黏性基团—黏性基团相互作用强度均相匹配的条件下,对比了均一型与异质型黏性基团—间隔基凝聚体。我们发现,这两类凝聚体表现出显著不同的客体分子分配特征与传输动力学。在异质型凝聚体中,客体分子以依赖尺寸的方式探索不同的局部微环境,从而导致其转移自由能相较于均一型凝聚体产生显著差异。异质性的内部组织还形成了具有不同迁移率与约束程度的局部环境,使客体分子运动呈现瞬态次扩散行为和非高斯位移分布。我们的研究结果表明,介观组织是调控生物分子凝聚体中分子选择性与传输的重要物理因素,并对天然及工程化体系的生化功能具有重要意义。

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# 介观异质性塑造生物分子凝聚体中的分子选择性与传输

查看 ORCID 个人资料 Vladimir Grigorev , 查看 ORCID 个人资料 Yaojun Zhang

doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749622

Vladimir Grigorev 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者 Vladimir Grigorev 的 ORCID 记录

Yaojun Zhang 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者 Yaojun Zhang 的 ORCID 记录

联系方式: yaojunz{at}jhu.edu

## 摘要

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## 摘要

日益增多的实验与计算证据表明,许多凝聚体在介观尺度上具有异质性的内部组织结构。然而,这种介观组织如何影响客体分子的选择性与传输,目前仍缺乏充分认识。在本研究中,我们采用粗粒化分子动力学模拟,对具有相同支架分子密度、黏附基团比例和黏附基团间相互作用强度的均一型与异质型黏附基团-间隔子凝聚体进行了比较。我们发现,这两类凝聚体表现出显著不同的客体分子分配谱与传输动力学。在异质型凝聚体中,客体分子以依赖尺寸的方式探索不同的局部微环境,从而导致其转移自由能与均一型凝聚体相比存在显著差异。异质性的内部组织还形成了具有不同迁移率和约束条件的局部环境,进而使客体分子运动表现出瞬态次扩散和非高斯位移分布。我们的研究结果表明,介观组织是调控生物分子凝聚体中分子选择性与传输的重要物理因素,并对天然及工程化系统的生化功能具有重要意义。

## 利益冲突声明

## 已声明的资助信息

美国国立卫生研究院(NIH) ,R35GM162296

阿尔弗雷德·P·斯隆基金会 ,FG-2025-25076

美国国家科学基金会(NSF) ,OAC1920103

## 版权

本预印本的。

本预印本依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 提供。

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发布于 2026 年 9 月 8 日。

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介观异质性塑造生物分子凝聚体中的分子选择性与传输

Vladimir Grigorev , Yaojun Zhang

bioRxiv 2026.09.05.749622; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749622

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介观异质性塑造生物分子凝聚体中的分子选择性与传输

Vladimir Grigorev , Yaojun Zhang

bioRxiv 2026.09.05.749622; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749622


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.05.749622v1?rss=1

🏷️ 生物分子凝聚体 介观异质性 分子选择性 分子传输 粗粒化分子动力学 次扩散