由重塑蛋白与组蛋白断裂介导的随机核小体解组装

我们构建并分析了单个核小体随机解组装的单体与多聚体模型。我们的单体模型预测了一定数量的组蛋白–DNA 接触自发断裂并导致完整组蛋白从 DNA 上解离所需的时间。该解离过程可被与组蛋白竞争组蛋白–DNA 接触位点的 DNA 结合蛋白或进程性分子马达所促进。对相应主方程的特征值分析使我们能够评估自发解离与蛋白促进过程下的组蛋白脱离时间。我们发现，重塑蛋白的竞争性 DNA 结合可显著缩短典型脱离时间，但仅当这些重塑蛋白的 DNA 结合亲和力与组蛋白–DNA 接触位点相当时。在存在进程性马达时，组蛋白脱离速率被证明正比于组蛋白单键解离常数与马达蛋白进程速度的乘积。我们将简单的完整组蛋白模型扩展至多聚体核小体动力学，以揭示额外的解组装路径。除完整解组装时间依赖于亚基–DNA 接触能外，我们展示了体相溶液中组蛋白亚基浓度如何通过拯救部分解组装的核小体来介导解组装过程。此外，我们的动力学模型预测重塑蛋白结合也可偏置某些核小体解组装路径，且更高的重塑蛋白结合速率有利于完整组蛋白脱离。