竞争性添加过程赋予一维细丝组装中不同的生长区域

我们提出了一个描述蛋白质细丝浓度依赖性生长的模型。我们的模型包含两种状态：低熵/高亲和力的有序态和高熵/低亲和力的无序态。与实验一致，我们的模型展示了在低浓度下的扩散限制线性生长区域，随后在中间浓度下出现浓度无关的平台，以及在最高浓度下的快速无序沉淀。我们证明线性区域和平台区域的生长是由两个在非特异性状态的快速结合和解离过程中竞争的过程所致。第一个过程是在细丝末端无非特异性结合分子时发生的序态分子的添加。第二个过程是缺陷捕获，发生在连续的序态添加叠加在非特异性结合分子之上时。我们证明一个关键分子特性是扩散碰撞导致正确结合状态的概率。该概率的小值会抑制缺陷捕获生长模式，导致当非特异性结合分子变得足够多以毒化序态生长时生长速率出现平台。我们证明非特异性抑制或增强分子间相互作用的条件（如添加排空剂或渗透调节剂）在线性区域和平台区域对生长速率产生相反的影响。在线性区域，更强的相互作用通过减少解离事件促进生长，但在平台区域，更强的相互作用通过稳定非特异性结合分子抑制生长。