互连锁 GTP 酶级联为稳健开关与振荡器提供了共同基序
生物物理
2019-08-20 v2 统计力学
化学物理
分子网络
摘要
GTP 酶调控广泛的细胞过程，如细胞内囊泡运输、信号转导和蛋白质翻译。这些水解酶通过在活跃的鸟苷三磷酸（GTP）结合态与失活的鸟苷二磷酸（GDP）结合态之间切换而作为生化开关运作。我们比较了两种网络基序：单物种开关和由通过正、负反馈环路耦合的两个物种组成的互连锁级联。我们发现互连锁级联更接近于理想的全或无开关，并且对波动信号更具鲁棒性。虽然单物种开关仅能实现双稳态，但互连锁级联可通过调节催化级联活性的辅因子浓度转化为振荡器。这些状态只有在 GTP 水解提供充足化学驱动时才可实现。在本研究中，我们提出了一个热力学一致的模型，可用同一反馈基序实现双稳态与振荡。
引用
@article{arxiv.1903.11102,
title = {Interlinked GTPase cascades provide a motif for both robust switches and oscillators},
author = {Andreas Ehrmann and Basile Nguyen and Udo Seifert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.11102},
year = {2019}
}
备注
11 pages, 9 figures