氨基酸代谢与蛋白质多样性的冲突
种群与进化
2014-03-20 v2 生物大分子
摘要
二十种蛋白质编码氨基酸在蛋白质组中以不同的相对丰度存在。最丰富的氨基酸亮氨酸的普遍性比最稀少的氨基酸半胱氨酸高出近一个数量级。氨基酸的代谢成本也存在类似差异，限制了它们掺入蛋白质的过程。另一方面，序列多样性对于蛋白质折叠、功能和进化是必需的。在此，我们提出一个关于成本 - 多样性权衡的简单模型，假设自然蛋白质组在最大化序列熵的同时最小化氨基酸代谢通量。该模型解释了不同蛋白质组中氨基酸的相对丰度。我们发现，当成本函数考虑氨基酸化学衰变时，数据得到了极好的解释。超过一百个蛋白质组通过成本和多样性的不同组合达到了类似的权衡解。量化蛋白质组大小与熵之间的相互作用表明，蛋白质组可以达到最优的大小和多样性。
引用
@article{arxiv.1403.3301,
title = {Amino acid metabolism conflicts with protein diversity},
author = {Teresa Krick and David A. Shub and Nina Verstraete and Diego U. Ferreiro and Leonardo G. Alonso and Michael Shub and Ignacio E. Sanchez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.3301},
year = {2014}
}