Toggle Switches, Pulses and Oscillations Are Intrinsic Properties of the Src Activation/Deactivation Cycle

Toggle switches, pulses and oscillations are intrinsic properties of the Src activation/deactivation cycle

Tác giả: Nikolai P. Kaimachnikov and Boris N. Kholodenko

Lĩnh vực: Biochemistry, Cell Biology, Systems Biology

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này khám phá các đặc tính động học cơ bản của chu kỳ kích hoạt/hủy kích hoạt của Src-family kinases (SFKs). Thông qua mô hình hóa toán học, chúng tôi chỉ ra rằng các đặc tính nội tại của chu kỳ này có thể tạo ra các động lực tín hiệu phức tạp, bao gồm dao động, chuyển mạch và hành vi kích thích. Điều đáng chú ý là những động lực này xảy ra mà không cần các vòng phản hồi bên ngoài và ngay cả khi hoạt động của các chất ức chế và hoạt hóa SFK không đổi. Nghiên cứu này cũng cho thấy sự biểu hiện quá mức hoặc giảm biểu hiện của các yếu tố điều hòa như C-terminal Src kinase (Csk) và thụ thể protein tyrosine phosphatases có thể biến đổi các kiểu phản ứng của Src, dẫn đến các phản ứng dao động hoặc lưỡng ổn. Nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh vai trò của mô hình hóa toán học trong việc làm sáng tỏ các quan sát thực nghiệm và đề xuất các điều kiện để kiểm tra thực nghiệm các hành vi động học này của SFKs.

Mục lục chi tiết:

• Introduction
• Keywords
• Note
• Results
• Kinetic analysis background: basic properties of the Src activation/deactivation cycle
• Kinetic scheme of the Src cycle
• Kinetic equations
• Intrinsic regulatory properties of the Src (de)activation cycle responsible for toggle switches and oscillations
• Revealing different types of Src dynamics by partitioning the parameter space
• Proposed experimental verification and conclusions
• Experimental procedures
• Software
• Calculation of the QSS curves and steady states
• Determination of bifurcation boundaries
• Acknowledgements
• References