Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ
ISSN: 2161-0398
ISSN: 2161-0398
Роберт А. Гейтенби и Б. Рой Фриден
Предыстория: В нормально развивающемся эукариоте информация поступает на клеточную мембрану в форме лиганда, который связывается с белковым рецептором. Это инициирует каскад биохимических событий, в результате которых один или несколько белков последовательно пересекают цитоплазму клетки к ядру. Это определяет канал связи. Что он делает? Метод: Проходы белков передают ядру максимальную информацию Фишера о пространственных и временных координатах участков связывания лигандов. Эта гипотеза подразумевает клеточную модель быстрого, в значительной степени направленного движения белков, в котором доминирует кулоновское взаимодействие с внутриклеточными электрическими полями. Она делает следующие прогнозы: (1) Очень высокая напряженность внутриклеточного электрического поля, обычно десятки миллионов вольт/метр (2) Центральная роль отрицательных зарядов, добавляемых к белкам путем фосфорилирования, в содействии их движению под действием кулоновской силы к ядру; (3) Доминирование белковых путей, состоящих из 1-4 белков, например, путей RAF, RAS и MEK; (4) Предсказанный быстрый ответ (2800 белков/мс) клеток на внезапную травму, такую как раны; (5) Предсказанный размер 4 нм (9) для белка EGFR. (6) Логические механизмы в ядре для оптимальной деконволюции пространственных и временных значений сайтов связывания из входящих белков-мессенджеров. Результаты: Предсказания (1-5) подтверждаются лабораторными наблюдениями. Выводы: Живые системы достигают стабильно упорядоченных и сложных состояний, поддерживая экстремальные уровни информации Фишера. Достигнутые значения порядка увеличиваются от раковых клеток к прокариотам, эукариотам и многоклеточным организмам. У эукариот это способствует максимально высоким скоростям потока белков в ядре, которые, в свою очередь, оптимизируют встроенные внутриядерные логические механизмы для обработки этой и другой временной и пространственной информации.