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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
細胞內的許多大分子機器表現出一種「堆疊環」結構，多個長度一致的蛋白質亞基環彼此結合。這些機器中的大多數必須採用完全組裝的四級結構才能發揮作用，這使得組裝過程對於細胞功能和生存至關重要。含有穩定子結構的蛋白質複合物的組裝已被證明會遭受一種動力學捕獲，我們稱之為“組裝死鎖”，當較小的中間體在所有功能齊全的結構形成之前從系統中耗盡時，就會發生這種情況。死鎖可能會導致組裝動態停滯，導致達到最大複雜組裝的延遲和最終複合物濃度的降低。雖然這些平台已針對簡單環進行了廣泛研究，但組裝死鎖對更一般結構（如堆疊環）的影響仍有待充分研究。在這項工作中，我們將重點放在堆疊同源三聚體的情況；該結構包含三元環和四元環作為子結構，但足夠簡單，可以進行廣泛的研究。我們的數學模型表明，這種結構可能會遭受極端死鎖，從而顯著降低組裝效率。使用計算效率高的模擬方法，我們詳盡地分析了這種情況下的自組裝參數空間，發現組裝動力學中平台的數量和持續時間在很大程度上取決於該結構中的親和力模式。由於這些複合物通常只有在完全組裝後才會起作用，因此我們假設現有的堆疊環架構將進化為利用我們的模型預測的最有效的組裝途徑。對堆疊同源三聚體的已解晶體結構中的界面分析證實了這個預測。我們的發現對於理解組裝動力學如何影響大型高分子機器的結構演化具有重要意義。