通过多位点磷酸化实现多位信息存储
分子网络
2007-06-27 v1
摘要
细胞将信息存储在 DNA 和稳定的基因表达程序中，从而实现形式的长期细胞记忆。细胞还必须拥有短期的信息存储形式，通过翻译后修饰实现，以转导和解释外部信号。例如，CaMKII 被认为实现了一种用于突触后密度学习所需的一位（双稳态）短期记忆。在此，我们通过数学分析表明，普遍存在于所有真核信号通路中的多位点蛋白磷酸化表现出多稳态，其最大稳态数量随位点数量增加而增加。如果有 n 个位点，当 n 为偶数时，最大信息存储容量至少为 log_2 (n+2)/2 比特，当 n 为奇数时为 log_2 (n+1)/2 比特。此外，当底物过量时，酶饱和与位点特异性相对催化效率的交替低/高模式相结合，有利于多稳态。也就是说，在生理上合理的参数范围内，多稳态比单稳态更可能出现。我们讨论了验证这些预测以及确定短期信息存储生物学作用的实验挑战。
引用
@article{arxiv.0706.3735,
title = {Multi-bit information storage by multisite phosphorylation},
author = {Matthew Thomson and Jeremy Gunawardena},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.3735},
year = {2007}
}
评论
29 pages, 6 figures