加载历史和扩散因素对低刚度下P-选择素及其配体键寿命的影响

外力对受体-配体键解离的调控对定量认识血流作用下炎症反应、肿瘤转移、血栓形成等病理生理过程具有重要的科学意义。尽管在恒定加载率下受体-配体键作用力-寿命的模式（滑移键、逆锁键）、不同加载率下受体-配体键断裂力谱等方面取得重要进展，但在低作用力、低加载率下加载历史和扩散因素对受体-配体键寿命的调控研究中未见报道。本项目以炎症反应和肿瘤转移过程中内皮细胞-白细胞粘附过程为生物学背景，以外界物理因素调控受体-配体解离为科学问题，以低刚度、高灵敏度的光镊操控技术为基础、以P-选择素-配体分子系统为生物学模型，在低刚度和低加载率下量化加载历史（探针刚度、加载速度、加载率）的独立改变对受体-配体键寿命的影响，探讨扩散因素（分子载体尺寸、介质粘度、体系温度）对受体-配体键解离的调控，深化对蛋白质间相互作用及其调控的定量认识，为认识重要病理生理过程和药物设计提供基础数据。

外力对受体-配体键解离的调控对定量认识血流作用下炎症反应、肿瘤转移、血栓形成等病理生理过程具有重要的科学意义。本项目以炎症反应和肿瘤转移过程中内皮细胞-白细胞粘附过程为生物学背景，以外界物理因素调控受体-配体解离为科学问题，以低刚度、高灵敏度的光镊操控技术为基础、以P-选择素-配体分子系统为生物学模型，在低刚度和低加载率下量化加载历史（探针刚度、加载速度、加载率）的独立改变对受体-配体键寿命的影响。. 采用光镊技术进行的加载历史对受体-配体键解离调控的实验研究发现探针刚度影响分子键寿命，能改变P-selectin-PSGL-1分子复合物“逆锁键”-“滑移键”转换的拐点；而且当探针刚度极小时，逆锁键现象不会发生；扩散因素对受体-配体键解离调控的理论和实验研究探讨了探针（光阱）刚度调控键解离的物理机制，发现零力下分子键的扩散受到探针刚度的调控，显示出随探针刚度的增加而指数减少的趋势。采用理论计算得到的键零力下的解离率kr0，进行Monte Carlo 模拟，得到在相同加载率下（15pN/s）下的键断裂力随探针刚度的变化，与光镊实验结果基本吻合。. 本研究深化了对蛋白质间相互作用及其调控的定量认识，为认识重要病理生理过程和药物设计提供基础数据。