支架介导的蛋白质信号复合物成核：基本原理

具有多个结合位点的蛋白质通过成核蛋白质复合物在细胞信号系统中发挥重要作用，例如，酶和底物在这些复合物中被共定位。专门行使此功能的蛋白质有多种名称，包括接头蛋白、连接蛋白和支架蛋白。支架介导的蛋白质复合物成核可以是组成型的，也可以是诱导型的。诱导型成核通常由支架上通过磷酸化激活的对接位点介导。本文通过考虑极简数学模型（这些模型再现了在机制上更详细的模型中所见的支架效应），我们获得了解析和数值结果，为理解支架功能提供了洞见。这些结果阐明了将一对配体招募到支架上如何依赖于配体的浓度、配体-支架相互作用的结合常数、结合协同性以及支架所处的环境，因为配体招募会受到竞争性配体和诱饵受体的影响。对于二价支架的情形，我们得到了一个表达式，给出了能最大程度招募一对单价配体的唯一支架浓度。通过模拟，我们证明当支架以不同浓度存在时，一个二价支架可以以等效的程度成核不同的配体集合。因此，支架的功能可能随着拷贝数的变化而发生质的改变。我们还证明了支架如何改变酶的催化效率以及反应速率对底物浓度的敏感性。本文呈现的结果应有助于理解支架功能以及工程化设计具有所需性质的支架。