کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8406466 1544942 2018 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A model of optimal protein allocation during phototrophic growth
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل تخصیص پروتئین مطلوب در طول رشد فتوترروفیک
ترجمه چکیده
رشد عکس های اتوترروفی به تخصیص بهینه از منابع محدود سلولی به فرآیندهای درون سلولی متنوع بستگی دارد. تعهد بخشی از جرم خاص پروتئوم به یک تابع سلولی خاص، پروتئین موجود در توابع سلولی دیگر را کاهش می دهد. در اینجا، ما یک مدل سینتیکی نیمه کمی از رشد فتوترروفیک سایانو باکتریایی را برای توصیف چنین ترکیباتی از تخصیص پروتئین سلولی به وجود می آوریم. این مدل بر اساس توصیف درشتی از فرآیندهای کلیدی سلولی، به ویژه جذب کربن، متابولیسم، فتوسنتز و انتقال پروتئین است. این مدل با استفاده از داده های ادبی و منحنی های رشد آزمایش شده به دست آمده پارامتر است. از اهمیت ویژه ای به عنوان قانون های رشد سیانوباکتریایی به عنوان ویژگی های بنیادی رشد سلولی است. ما نشان می دهیم که این مدل باعث می شود که قوانین رشد مشابهی برای ارگانیسم های هتروتروف مشاهده شده باشد، با تفاوت های مختلفی به دلیل تمایز بین انرژی نور و جذب کربن. ما در مورد داده های تجربی اخیری که نتایج مدل را پشتیبانی می کنند را مورد بحث قرار می دهیم و نشان می دهد که مدل های رشد دانه درشت برای پیامدهای ما از محدودیت های رشد فتوترروفیک و ایجاد فاصله بین فیزیولوژی مولکولی و محیط زیست پیروی می کنند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه ریاضیات مدل‌سازی و شبیه سازی
چکیده انگلیسی
Photoautotrophic growth depends upon an optimal allocation of finite cellular resources to diverse intracellular processes. Commitment of a certain mass fraction of the proteome to a specific cellular function typically reduces the proteome available for other cellular functions. Here, we develop a semi-quantitative kinetic model of cyanobacterial phototrophic growth to describe such trade-offs of cellular protein allocation. The model is based on coarse-grained descriptions of key cellular processes, in particular carbon uptake, metabolism, photosynthesis, and protein translation. The model is parameterized using literature data and experimentally obtained growth curves. Of particular interest are the resulting cyanobacterial growth laws as fundamental characteristics of cellular growth. We show that the model gives rise to similar growth laws as observed for heterotrophic organisms, with several important differences due to the distinction between light energy and carbon uptake. We discuss recent experimental data supporting the model results and show that coarse-grained growth models have implications for our understanding of the limits of phototrophic growth and bridge a gap between molecular physiology and ecology.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Biosystems - Volume 166, April 2018, Pages 26-36
نویسندگان
, , , , ,