关于在核糖体流动模型中最大化蛋白质产量的起始和延伸速率结构
摘要：蛋白质合成是基因表达的关键步骤。在翻译过程中，称为核糖体的大分子顺序读取mRNA链，并产生相应的蛋白质。翻译过程消耗细胞大部分能量。在受限的生物分子预算条件下最大化mRNA翻译中的蛋白质生产速率是生物学和生物技术中的一个重要问题。我们使用一种数学模型来考虑这个问题，该模型称为核糖体流模型（RFM）。对于一个具有n个位点的mRNA链，RFM包括n个状态变量，用于编码每个位点处的归一化核糖体密度，以及n+1个正参数：初始化速率和链上的延伸速率。这些速率的仿射约束用于建模细胞的有限预算。我们证明了对于均匀约束，使稳态蛋白质生产速率最大化的速率具有特殊的结构。它们关于链的中心对称，并且随着向链的中心移动，单调递增。与最佳速率相对应的核糖体密度沿着链单调递减。我们讨论了这些结果的一些生物学影响。
作者：Yoram Zarai and Michael Margaliot
论文ID：1410.4088
分类：Genomics
分类简称：q-bio.GN
提交时间：2014-10-16