核质运输：一种热力学机制

核孔支持真核细胞中细胞质与细胞核之间的分子通讯。蛋白质的选择性运输由可溶性受体介导，而小GTPase Ran对受体的调节导致货物在核内积累或从核内耗尽，即核输入或核输出。我们通过分析与实验相结合的方法来研究该运输系统的运作。利用在非洲爪蟾卵提取物中重构的无细胞核系统（该系统非常适合定量研究），检验了一个简单模型的具有启发性的预测。我们发现积累能力是有限的，因此引入一种输入货物会导致另一种货物的输出。显然，核孔本身并不决定运输的方向性。此外，不同的货物在稳态下达到相似的核质浓度比。该模型表明，该比率实际上应独立于受体-货物亲和力，尽管动力学可能受到强烈影响。系统组分的数值守恒突出了观察结果与流行的运输循环概念之间的冲突。我们提出，化学分配提供了一个框架，用于理解通过受体-货物中间体的平衡来产生浓度梯度的能力。