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論文資訊
- 類型：工作論文
- 編號：工作論文 #475
- 日期：2026-03-18
摘要
自主自我複製分子機器（原始細胞）的一個關鍵要求是其消化資源並將其轉化為構建塊的能力。因此，原始細胞需要一系列由外部自由能（例如能量）驅動的代謝過程。以可用的化學氧化還原電位或光的形式。我們介紹並研究了一種最小的光驅動代謝系統，該系統基於遺傳分子催化的資源分子的光斷裂。我們表示和分析反應動力學方程式的完整代謝組，並透過一組近似簡化反應動力學，以便可以獲得構建塊生產的解析表達式。將分析近似值與完整方程組以及相應的實驗結果進行比較（只要它們可用）。然而，應該指出的是，所提出的代謝系統尚未完全通過實驗實施和測試，因此進行這項研究是為了更深入地了解其動態並找出其局限性。我們證明，這種類型的最小光驅動代謝方案通常受到前端光激發過程的速率限制，而其產量則由遺傳催化決定。我們進一步預測基因催化的代謝反應如何由於其複雜的相互作用而只能對所涉及的反應速率的某些組合進行進化選擇。最後，我們討論了預期的代謝率範圍如何影響其他關鍵的原細胞過程，例如容器生長和分裂以及基因複製。