物理化学与生物物理学杂志
开放获取

抽象的

细胞发育途径遵循极端费希尔信息原理

罗伯特·A·盖滕比 (Robert A. Gatenby) 和 B·罗伊·弗里登 (B. Roy Frieden)

背景：在正常发育的真核生物中，信息以与蛋白质受体结合的配体的形式到达细胞膜。这引发了一系列生化事件，导致一种或多种蛋白质随后穿过细胞质到达细胞核。这定义了通信通道。它有什么作用？方法：蛋白质遍历将配体结合位点的空间和时间坐标的最大费希尔信息转移到细胞核。这一假设暗示了一种快速、很大程度上定向的蛋白质运动的细胞模型，该运动由库仑与细胞内电场的相互作用主导。它做出以下预测：（1）非常高的细胞内电场强度，通常为数千万伏/米（2）通过磷酸化添加到蛋白质的负电荷的核心作用，促进库仑力主导的向原子核的运动；(3)由1-4种蛋白质组成的蛋白质途径的优势，例如RAF、RAS和MEK途径；(4) 预测细胞对突然创伤（如伤口）的快速反应（2,800 个蛋白质/毫秒）；(5) EGFR 蛋白的预测大小为 4 nm (9)。(6) 细胞核中的逻辑机制，用于最佳地从流入的信使蛋白中解卷积空间和时间结合位点值。结果：预测（1-5）得到实验室观察的支持。结论：生命系统通过维持极端水平的费舍尔信息来实现稳定有序和复杂的状态。获得的顺序值从癌症到原核生物再到真核生物再到多细胞生物。在真核生物中，这会在细胞核中促进最高的蛋白质通量率，进而，