当前合成与系统生物学
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抽象的

蛋白质可以利用电来相互发送信号吗？

丰塞卡 SL 和 Nakaya HI

碱基切除修复对于维持细菌以及人类基因组免受化学和氧化损伤的完整性至关重要。参与该过程的蛋白质的酶活性已得到很好的表征。然而，更模糊的是 DNA 修复蛋白如何有效地扫描基因组以发现这些病变。通过简单地滑动双螺旋或通过随机扩散来扫描基因组，所花费的时间比 DNA 修复蛋白实际检测病变所需的时间长 100 倍。例如，大肠杆菌细胞中通常仅发现 30 个 DNA 修复蛋白 MutY 拷贝。如果这 30 种蛋白质以 200 bps-1 的速度滑过大肠杆菌基因组的 500 万个碱基对，则完整扫描整个基因组需要超过 13 分钟。这与每 30 分钟复制一次的生物体不相容。相似地，转录调节因子能够比细胞内扩散的理论极限更快地找到其结合位点。这种快于扩散的悖论最初是针对转录阻遏蛋白描述的，但它可以应用于大多数（如果不是全部）靶标特异性 DNA 结合蛋白。人们创建了几个数学模型来解释这个悖论，但数字似乎仍然不匹配。