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Molecular Chaperone-Dependent Polymer Translocation through Nanopores: The Effects of Chaperone Concentration and Chaperone-Polymer Interaction

引用

Chinese Journal of Polymer Science 2024年第1期42卷 125-132,I0011页

作者： Chang-Sheng Zuo Kang Wang Li-Zhen Sun Ting-Ting Sun Department of Physics Zhejiang University of Science and TechnologyHangzhou 310023China Department of Applied Physics Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310014China

The polymer translocation through a nanopore from a donor space(or named cis side) to a receiver space(trans side) in the chaperone-induced crowded environment has attracted increasing attention in recent years due to its significance in biological systems and technological applications. In this work, we mainly focus on the effects of chaperone concentration and chaperone-polymer interaction on the polymer translocation. By assuming the polymer translocation to be a quasi-equilibrium process, the free energy F of the polymer can be estimated by rosenbluth-rosenbluth method and then the translocation time τ can be calculated by Fokker-Plank equation based on the obtained free energy landscape. Our calculation results show that the translocation time can be controlled by independently tuning the chaperone concentration and chaperone-polymer interaction at the cis side or the trans side. There exists a critical chaperone-polymer attraction ε~*=-0.2 at which the volume exclusion and interaction effects of the chaperone can balance each other. Additionally, we also find that at large chaperone-polymer attraction, the translocation time is mainly governed by the diffusion coefficient of the polymer.

关键词： Polymer translocation rosenbluth-rosenbluth method Fokker-Plank equation Free energy landscapes

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