旨在形成生物学模式，科学家解剖和重新设计基于蛋白的模式形成

时间：2022-03-16 18:25:28 来源：

由团队最小的生物化学互动网络形成的不同模式。当在膜上共同重建时，我的模块化替代品创建了这种佩戴模式。

探测蛋白质的功能段或'泳列子'有助于科学家识别它们形成生物模式所需的最小成分。

研究人员在杂志上写作，研究人员描述了他们如何将蛋白质模式形成的生物现象描述为其主要功能模块，然后以完全新的方式从地上重建过程。

蛋白质自组织形成活细胞中的模式，这对于细胞锁定，通信和运动等关键功能至关重要。一个引人注目的例子是细菌大肠杆菌（大肠杆菌）的Minde系统。该系统产生两种蛋白质类型，心灵和矿井之间的振荡，在杆状细菌的两极之间，将机械定位到MIDCell。它可以在实验室重构，允许科学家通过蛋白质突变控制和操纵模式形成所需的功能元素。

“由于其简单性，Minde系统在了解基于蛋白质的模式形成机制方面是非常宝贵的，”Ph.D. Max Planck生物化学研究所在慕尼黑，德国和联合领导作者以及弗里奇格·曼丘大学的佛罗里达州弗劳恩斯和雅各布哈尼克克斯“剩下的关键问题是是否可以进一步减少这种结构和功能复杂性以揭示一组用于模式形成的最小成分。”

为了回答这一点，Glock和他的同事通过将蛋白质解剖到理论建模的一组核心功能图案中的蛋白质来创造了一个简约的矿物质，在两种蛋白质Minde系统中起着拮抗作用。矿山用来与心灵相互作用的氨基酸短螺旋序列的一个图案是不足的，无法自己生产模式。但是，一次添加矿的其他功能图案，使科学家能够完全设计新的最小模式形成蛋白质突变体。

该团队发现至少需要一个其他功能图案来形成模式。这可以是膜结合的基序或二聚三种矩阵，其与同一种类的其他分子结合。这些主题都不需要来自原生矿井，但可以更换和潜在地简化。

然后，数学建模然后允许作者解释为什么需要这些功能以及它们如何使模式形成。此外，它们预测了这些模式如何适应大肠杆菌中的细胞形状。该团队表示，测试这些预测是未来实验的令人兴奋的目标。

“我们的作品为模块化和可调实验平台提供了一种从自下而上设计基于蛋白质的模式形成的起点，”Max Planck生物化学研究所的细胞和分子生物物理学部主任Petra Schwille说以及与理论物理学家Erwin Frey一起的联合高级作者来自慕尼黑的Ludwig Maximilians大学。她补充说，虽然新系统创建的模式不如由本机Minde系统形成的模式，但它们仍然足以用于再现和研究基本的生物过程。

该模型现在可以用于研究哪种功能特征，无论特定的蛋白质系统如何，需要组合，以允许在生物学中进行自组织和模式形成。“我们的模块化方法还可以为其他类型的细菌和更复杂的生物提供必要的数据模型的必要数据，以及更复杂的生物，”Schwille得出结论。

参考：“来自Minimal Motifs的生物化学模式形成系统的设计”由Philipp Glock，Fridtjof Brauns，Jacob Halatek，Erwin Frey和Petra Schwille，Elife.doi：
10.7554 / Elife.48646

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