时间周期吸引子场中化学受体活性的动力学

当暴露于时间周期化学信号时，大肠杆菌细胞通过以类似的时间周期方式调节其受体活性来响应。然而，施加的信号与活性响应之间存在相位滞后。我们使用数值模拟研究了活性幅度和相位滞后随施加频率$\omega$的变化。幅度随$\omega$增加而增加，达到一个平台，然后对于大的$\omega$再次下降。相位滞后随$\omega$单调增加，并最终在$\omega$很大时饱和至$3\pi/2$。活性不再是吸引子信号的单值函数，在一个完整周期内绘制活性与吸引子浓度的关系会生成一个环。我们监测环面积随$\omega$的变化，发现对于小$\omega$和大$\omega$有两个峰值，在中间$\omega$值处有一个尖锐的最小值。我们将这些结果解释为与适应、活性切换和施加信号变化相关的时间尺度之间的相互作用。特别是，对于非常大的$\omega$，活性动力学的准平衡近似失效，这是一个先前研究中未探索过的区域。我们在该极限下进行了解析计算，发现与我们的模拟结果吻合良好。