时空相关性可显著改变 MAPK 通路的响应
分子网络
2015-05-13 v1
摘要
蛋白质的多位点共价修饰在真核细胞中普遍存在。一个众所周知的例子是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应，其中在级联的每一层，一个蛋白质在两个位点被磷酸化。长期以来人们知道，MAPK 通路的响应强烈依赖于修饰蛋白质的酶是进行性作用还是分布性作用：分布性机制，即酶分子在两个位点修饰之间必须释放底物分子，可以产生超灵敏响应并导致迟滞和双稳态。我们通过格林函数反应动力学（一种能够在粒子水平以及时间和空间上模拟生化网络的随机方案）研究了一个双重磷酸化循环，其中酶按照分布性机制作用。我们发现，该网络的响应可能与基于化学速率方程的平均场分析所预测的结果截然不同。特别是，在第一个位点修饰后，酶分子快速重新结合底物分子可以显著加快响应速度，并导致超灵敏性和双稳态的丧失。本质上，快速的酶-底物重新结合可以将分布性机制转变为进行性机制。我们认为，酶的缓慢 ADP 释放可以保护系统免受这些快速重新结合的影响，从而实现超灵敏性和双稳态。
引用
@article{arxiv.0907.0514,
title = {Spatio-temporal correlations can drastically change the response of a MAPK pathway},
author = {Koichi Takahashi and Sorin Tanase-Nicola and Pieter Rein ten Wolde},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.0514},
year = {2015}
}