阐述过氧化谷胱甘肽蛋白与互斥转录因子活化关系的数学模型

氧化应激是真核细胞所作出的多种反应信号之一，其中包括处理氧化应激的蛋白系统（如 2-Cys 过氧化谷胱甘肽-硫还原蛋白系统（PTRS）），以及针对增长、损伤控制与修复或细胞死亡等结果的转录活性变化。近期研究揭示了 PTRS 与涉及 p53 和 FOXO1 等著名转录因子的转录活性时间相位之间的关联。为探讨这些关联的潜在机制，我们实现了一个现有的 PTRS 动力学系统数学模型。我们假设剂量依赖的过氧化反应可作为超灵敏开关，通过 PTRS 对应激严重程度进行分类，并激活相应的转录反应。通过人类细胞中的 PTRS 数值仿真，我们为错位的、类似开关的过氧化谷胱甘肽（Prx）提供了原理性证明，并提出一种需要 Prx I 和 II 同时信号传递的潜在机制。随后，我们利用该模型对单个 Prx 基因敲除以及 Prx 各氧化态对氢氧化物亲和力作出可测试的预测。该研究为未来的实验工作提供了方向，并阐明了人类细胞氧化应激反应的机制。