ایده ریتم های در یک روز واحد زمانی را در آسان ترین ساعت آلی اختراع کنید


در یک واحد تحقیق جدید، زیست شناسان مصنوعی ژاپنی اجتناب کرده اند مؤسسه سراسری علوم خالص در اوکازاکی، ژاپن را انتخاب کنید و انتخاب کنید همکارانشان اجتناب کرده اند دانشکده های سوکندای، ناگویا را انتخاب کنید و انتخاب کنید اوزاکا به کار کردن پیچیده آسان ترین مکانیسم های در یک روز واحد زمانی در سیانوباکتری ها می پردازند.سینکوکوکوس النگاتوس) را انتخاب کنید و انتخاب کنید ادراک هایی با اشاره به گروه آن حاضر کرد.

این تحقیق در مقاله ای در روزنامه چاپ شده شد پیشرفت علم (“تصویر جاذبه بی نظیر گرانشی مورد نیاز برای نوسانات ساعت در یک روز واحد زمانی در سیانوباکتری ها”).

آرایش ریتمیک پدیده های پیچیده زیستی در خانه را انتخاب کنید و انتخاب کنید زمان به سیستم های ساعت مولکولی در یک روز واحد زمانی وابسته است. نوسانات در طیف گسترده ای از ورزش های سلولی توسط مکانیسم های ساعت اجتناب کرده اند طریق همکاری آلوستریک تحمیل تبدیل می شود، کدام ممکن است در آن اجزای پروتئین در وضعیت های مختلف به روشی این سیستم ریزی شده به طور شیمیایی اصلاح می شوند به همان اندازه خواص پیوستن آنها به سایر پروتئین های ساعت اصلاح تدریجی.

پایداری برهمکنش‌های بین پروتئین‌های ساعت مختلف، تأخیر در حلقه‌های پیشنهادات (کدام ممکن است قابل دستیابی است تقریباً آنی باشند) را انتخاب کنید و انتخاب کنید اندازه هر دو مدت ورزش‌های نوسانی را ترتیب می‌تدریجی.

به همین دلیل، درک تنظیمات ساختاری آلوستریک در پروتئین‌های ساعت اجتناب کرده اند طریق سطوح نوسانی کدام ممکن است اجتناب کرده اند طریق تنظیمات پس اجتناب کرده اند تفسیر شبیه فسفوریلاسیون پروتئین‌های ساعت رخ می‌دهند، در درک زیست‌شناسی اساس را انتخاب کنید و انتخاب کنید طراحی ابزارهای مولکولی کدام ممکن است همراه خود ریتم‌های آلی ذاتی همسو هستند، مهم است.

نویسندگان خاطرنشان کردند، “ساعت در یک روز واحد زمانی میکروبی آبی آسان ترین سیستم ساعت آلی است کدام ممکن است به همان اندازه به بلافاصله اجتناب کرده اند تذکر انواع عناصر شناسایی شده است است، با این حال اجتناب کرده اند تذکر مکانیکی، آن یک است سیستم فوق العاده پیچیده است کدام ممکن است برای ادغام کردن چرخه ATPase را انتخاب کنید و انتخاب کنید چرخه فسفوریلاسیون ۴ حالته است.”

در ساعت آبی باکتریایی، ۲ باقی مانده اسید آمینه به هم پیوسته اند – ۴۳۱St Serene (S) را انتخاب کنید و انتخاب کنید ۴۳۲مخفف دوم ترئونین (T)- در یک واحد پروتئین ساعت هسته ای به تماس گرفتن KaiC در یک واحد الگوی حلقوی خاص (ST → SpT → pSpT → pST → ST) به تماس گرفتن چرخه P، در حضور سایر پروتئین های ساعت، KaiA را انتخاب کنید و انتخاب کنید KaiB، فسفریله تبدیل می شود.

اگرچه چرخه P KaiC در شرایط in vitro، in vivo را انتخاب کنید و انتخاب کنید در سیلیکون مورد تحقیق قرار گرفته است، ترتیب آلوستریک آن مبهم است، عمدتاً به این علت کدام ممکن است تمام ساختارهای شناسایی شده است KaiC در وضعیت‌های فسفوریلاسیون شخصی، در حضور را انتخاب کنید و انتخاب کنید عدم وجود تنظیمات فسفریل، رونوشت‌های تقریباً یکسانی دارند.

اجتناب کرده اند آنجایی کدام ممکن است پروتئین ها اجتناب کرده اند انواع زیادی اتم تشکیل شدند، درک مکانیسم عملکردهای پیچیده با این حال مرتب آنها ساده نیست. یوشیهیکو فورویک، استادیار مؤسسه علوم مولکولی، مؤسسه سراسری علوم خالص ژاپن، می‌گوید: «ما باید همراه خود پایداری را انتخاب کنید و انتخاب کنید حوصله تنظیمات ساختاری پروتئین‌ها را دنبال کنیم.»

ریتم در یک روز واحد زمانی چرخه فسفوریلاسیون (زرشکی) را انتخاب کنید و انتخاب کنید چرخه هیدرولیز ATP (آبی) را می توان در لوله آزمایش تبصره کرد. [NINS/IMS]

برای بررسی ایده ساختاری ترتیب آلوستریک آلوستریک، این نیروی کار ساختارهای اتمی پروتئین ساعت KaiC را همراه خود تجزیه و تحلیل ۱۰۰۰ شرایط تبلور کدام ممکن است به آن است‌ها اجازه می‌داد به همان اندازه سوئیچ‌های آن را در کل چرخه P محافظت دهند، تحقیق کردند. سپس محققین هگزامر KaiC را متبلور کردند. در هشت حالت به صورت جداگانه را انتخاب کنید و انتخاب کنید بررسی کردن آن اجتناب کرده اند انصافاًً فسفریله (KaiC-pSpT) به همان اندازه انصافاًً دفسفریله (KaiC-ST) به منظور که تنظیمات طرفدار در فاز کریستالی منعکس کننده تنظیمات تبصره شده در کل چرخه روزانه در محلول است.

فسفوریلاسیون KaiC همراه خود هیدرولیز ATP برای ایجاد سرعت ساعت زوج تبدیل می شود. تبلور KaiC در هشت حالت مجزا به نیروی کار اجازه داد به همان اندازه همکاری بین ۲ چرخ مواد ساعت را تبصره تدریجی: فسفوریلاسیون را انتخاب کنید و انتخاب کنید هیدرولیز ATP.

آنها حداقل رویدادهای آلوستریک را در KaiC پیدا کردند کدام ممکن است در نتیجه ماهیت نوسانی این مخلوط شد را انتخاب کنید و انتخاب کنید برای ادغام کردن خوب مبادله ۲ طرفه بین سیم پیچ را انتخاب کنید و انتخاب کنید مخلوط کردن مارپیچ تکیه کن به فسفوریلاسیون Ser431 در انتهای کربوکسیل KaiC را انتخاب کنید و انتخاب کنید آزادسازی آدنوزین ۵′-دی فسفات اجتناب کرده اند آمینو آن بود. پایانه

چرخه های فسفوریلاسیون را انتخاب کنید و انتخاب کنید هیدرولیز ATP کدام ممکن است در ساختار حلقه دوگانه KaiC رخ می دهد همراه خود پیوندهای هیدروژنی بین اجزای اسیدی، ورزشی را انتخاب کنید و انتخاب کنید خنثی واسطه تبدیل می شود. [NINS/IMS]

نویسندگان خاطرنشان کردند کدام ممکن است “نوسان ساز پروتئین KaiC مهندسی شده متشکل اجتناب کرده اند مجموعه کوچکی اجتناب کرده اند رویدادهای دیفرانسیل کلیدی خاص، خوب چرخه فسفوریلاسیون منفرد اجتناب کرده اند Ser431 را همراه خود فاصله دمای در یک روز واحد زمانی برابر آرم می دهد، کدام ممکن است قوانین طراحی را برای نوسانگرهای بیوشیمیایی آسان پس اجتناب کرده اند تفسیر حاضر می دهد.”

محققان علاوه بر این چندین جهش KaiC را همراه خود مبادله باقی مانده‌های اسید آمینه کلیدی برای ایجاد حداقل خواستن نوسان واحد همراه خود استخراج همولوژی اولین اجتناب کرده اند چرخه پیچیده مهندسی کردند.

نویسندگان خاطرنشان می‌کنند: «این شناخته شده به عنوان خوب ابزار تحقیقاتی برای دلیل تا حد زیادی مکانیسم‌هایی شبیه تصمیم گیری فاصله، جبران دما، را انتخاب کنید و انتخاب کنید احاطه کردن حرکت می‌تدریجی را انتخاب کنید و انتخاب کنید قوانین طراحی را برای آسان‌ترین نوسان‌گر بیوشیمیایی پس اجتناب کرده اند تفسیر کدام ممکن است همراه خود جبران دمای فاصله روزانه نوسان می‌تدریجی، حاضر می‌تدریجی».

Furwick ذکر شد کدام ممکن است هدف نیروی کار او در تحقیق بلند مدت اینجا است کدام ممکن است تمام پروتئین‌های ساعت سیانوباکتری را در کل نوسان در مرحله اتمی تجسم تدریجی را انتخاب کنید و انتخاب کنید دوم‌ای را کدام ممکن است ریتم اجتناب کرده اند آشوب پوست می‌آید را توضیح دادن تدریجی.

جدا از ریتم سیانوباکتری ها، نیروی کار تحقیقاتی پیش سوراخ بینی می تدریجی کدام ممکن است یافته های آنها ممکن است کاربردهای فشرده تری در درک ریتم در میکرو ارگانیسم ها، پوشش گیاهی، اشکالات را انتخاب کنید و انتخاب کنید سایر پستاندارانی داشته باشد کدام ممکن است پروتئین های ساعت شخصی را همراه خود توالی ها را انتخاب کنید و انتخاب کنید ساختارهای متمایز دارند. فورویک معتقد است کدام ممکن است استدلال اتصال‌ای بین دینامیک KaiC را انتخاب کنید و انتخاب کنید ویژگی ها ساعت ایجاد‌شده در تحقیق حاضر می‌تواند برای مکان یابی تناوب در موجودات تولید دیگری استفاده شود.