黄色黏球菌中 Pom 簇动力学的调控

细胞分裂位点的精确定位对于遗传物质正确分离到两个子细胞中至关重要。在细菌黄色黏球菌(Myxococcus xanthus)中，蛋白 PomX 和 PomY 在染色体上形成簇，该簇进行偏向随机游走至细胞中部，并在此处正向调控细胞分裂。ATP 酶 PomZ 对于簇拴系于类核以及调控其向细胞中部的运动是必要的。当生化参数如 PomZ 对类核和簇的附着速率、PomZ 的 ATP 水解速率或与类核和簇相互作用的 PomZ 二聚体迁移率发生变化时，簇动力学如何改变仍不清楚。为回答这些问题，我们研究了一个包含类核、Pom 簇和 PomZ 蛋白的一维模型。我们发现，基于类核上 PomZ 扩散通量进入簇的机制可在宽泛参数范围内解释其后者的类中核定位。此外，存在一个使簇到达类中核所需时间为最小的 ATP 水解速率。若类核上 PomZ 二聚体动力学相对于簇速度较慢，我们观察到簇在类中核附近的振荡运动。为理解类中核定位，我们发展了半解析方法，将簇的净运动分解为若干分量：来自两侧进入簇的 PomZ 通量之差、单个 PomZ 二聚体对簇施加的力以及簇的有效摩擦系数。重要的是，我们预测若类核上 PomZ 的扩散率降低，Pom 簇将在类中核附近振荡。此处所应用的类似方法也可能对 ParABS 系统中的货物定位有用。