双足生物马达肌球蛋白5是目前马达蛋白领域的一个研究热点。它能够自主的调节其完全相同的两个结合单体,使它们产生耦合的力化学循环,有序的消耗自由能,整体具有优越的沿轨道单向,长距离的可行走能力。理解这种优越的沿轨道单向行走能力的潜在物理机制是马达蛋白领域,以及仿生分子马达领域的核心问题之一。本文通过系统尺度上的自由能分析,结合及对比试验上所获得的数据,建立了双足马达蛋白肌球蛋白5工作的物理机制。物理机制揭示了双足马达蛋白系统的力学调节对称性破缺,给出了各马达—轨道结合构象之间的自由能能隙。这种力学调节的对称性破缺赋予了肌球蛋白5长程定向的可持续行走能力,各马达—轨道结合构象之间的自由能能隙揭示了其自主的双足耦合本质。该物理机制的建立以肌球蛋白5的重要分子力学参数为基础。而整个机制的建立得益于机制良好的稳定性。有趣的是,通过与另一种马达蛋白驱动蛋白1的对比,发现两种马达蛋白具有相同的核心物理机制,但处于此机制不同的工作区间。