Kai 系统对核苷酸浓度变化的周期鲁棒性与可 entrain 性
生物物理
2017-07-13 v2 分子网络
摘要
生物钟必须能够 entrain 到时变信号，以使其振荡与昼夜节律保持同相。另一方面，它们还必须表现出输入补偿：在不同的恒定环境中，其周期必须保持约为一天。Kai 系统的翻译后振荡器可通过 ATP 比例的瞬态或振荡变化被 entrain，但对这一比例的恒定变化不敏感。我们在该系统的三个不同模型中研究这两个看似矛盾的标准是如何被满足的：Van Zon 模型 (Van Zon et al., PNAS, 2007)、Rust 模型 (Phong et al., PNAS, 2013) 以及我们的新模型 (Paijmans et al., arXiv:1612.02715)。我们发现新模型在输入补偿与可 entrain 性之间表现出最佳折中：在相等相位响应曲线的基础上，它表现出最强的输入补偿。在单个六聚体层面进行随机模拟，使我们能够识别出一种新机制，新模型利用该机制来实现输入补偿：在较低的 ATP 比例下，单个六聚体在磷酸化状态空间中经历一个更短的循环，这补偿了它们遍历该循环时较慢的速度。
引用
@article{arxiv.1612.08305,
title = {Period Robustness and Entrainability of the Kai System to Changing Nucleotide Concentrations},
author = {Joris Paijmans and David K Lubensky and Pieter Rein ten Wolde},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.08305},
year = {2017}
}
备注
50 pages, 6 figures, accepted by Biophysical Journal