体外实验表明,蛋白(如转录因子)与DNA上的特异性结合靶点的结合速率比Debye-Smoluchowski理论推导出的在稀溶液中的三维扩散速率极限快100-1000倍,这种蛋白质快速搜寻DNA上的靶点的过程被称为促进扩散[1,2]。促进扩散模型认为蛋白质的搜寻过程由若干个沿DNA轮廓滑行一维扩散和在溶液中的三维扩散组成[3]。然而促进扩散机理没有考虑细胞环境中的分子拥挤效应和其他已经结合在DNA上形成障碍的蛋白质的影响[4,5]。我们首先从理论上给出了促进扩散得必要和充分条件,并结合朗之万动力学模拟研究了这些问题。模拟结果表明,随着拥挤剂粒子浓度增加,平均搜寻次数和平均单次一维滑行时间增加,平均单次三维扩散时间却几乎不变,从而导致总搜寻时间增加。此外还发现在三维扩散中蛋白质跨越的DNA轮廓长度随拥挤剂的增加不断减小,且分布变窄。对于DNA上障碍蛋白质的影响,我们发现当障碍蛋白质超过一定浓度后,反而有利于搜寻。这些结果对于理解基因表达和基因调控具有重要的意义。