Nonequilibrium Statistical Biophysics

非平衡统计生物物理学

• 批准号: 1000230775-2015
• 负责人: Sivak, David
• 金额: $ 8.74万
• 依托单位: Simon Fraser University
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Canada Research Chairs
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2019-01-01 至 2020-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=693241
• 关键词: Nonequilibrium; Statistical; Biophysics

Living things must maintain orderly structures and processes to function effectively; organisms avoid the inherently disordered state of equilibrium via constant input of high-energy food and output of low-energy waste. Using such energy efficiently should provide an evolutionary advantage. Theoretical far-from-equilibrium analysis of biomolecules (like ATP synthase, the protein producing the widely-used chemical currency ATP) will uncover physical constraints on microscopic energy conversion and design principles for efficient biological function. This work will illuminate evolutionary pressures, and the knowledge gained will aid the design of molecular devices for sustainable energy harvesting, efficient information storage and manipulation, or targeted drug delivery.

生物必须保持有序的结构和过程才能有效运作；通过不断输入高能食品和低能废物的输出，有机体避免了固有无序的平衡状态。有效地使用这种能源应提供进化优势。生物分子的理论远程平衡分析（例如ATP合酶，产生广泛使用的化学货币ATP的蛋白质）将发现对微观能量转换和设计原理的物理限制，以实现有效的生物学功能。这项工作将阐明进化压力，而获得的知识将有助于设计分子设备，以进行可持续的能量收集，有效的信息存储和操纵或有针对性的药物输送。