细胞如何控制它们的边界
细èŒã€çœŸèŒå’Œé…µæ¯éžå¸¸æ“…长排泄弱酸ç‰æœ‰ç”¨ç‰©è´¨ã€‚ä»–ä»¬è¿™æ ·åšçš„一ç§æ–¹æ³•æ˜¯é€šè¿‡åˆ†å在细胞膜上的被动扩散。åŒæ—¶ï¼Œç»†èƒžéœ€è¦é˜²æ¢å¤§é‡å°åˆ†å的泄æ¼ã€‚例如,由于éžå¸¸åšå›ºä¸”相对ä¸é€æ°´çš„膜系统,酵æ¯ç»†èƒžå¯ä»¥ç”Ÿæ´»åœ¨æ¶åŠ£çš„环境ä¸ã€‚æ ¼ç½—å®æ ¹å¤§å¦çš„生物化å¦å®¶ç ”究了膜的组æˆå¦‚何影å“被动扩散和细胞膜的åšå›ºæ€§ã€‚他们的结果å‘表在《自然通讯》上3 月 25 日,å¯ä»¥å¸®åŠ©ç”Ÿç‰©æŠ€æœ¯è¡Œä¸šä¼˜åŒ–有用分å的微生物生产并帮助è¯ç‰©è®¾è®¡ã€‚溶质的渗é€æ€§æ˜¯å…¶äº²è„‚性的函数。实验分æžæ¦‚述。使用由 DOPC 与缓冲液(ç°è‰²ï¼‰æ··åˆæˆ–用 52.5 mM KCl(é’色)ã€50 mM ç”²é…¸é’ ï¼ˆçº¢è‰²ï¼‰ã€50 mM L-ä¹³é…¸é’ ï¼ˆè“色)或120 mM 甘油(橙色),20 °C。B 渗é€è¿‡ç¨‹çš„示æ„图,x(t),通过具有示例自由能分布的脂质膜,ΔG(x)(脂质尾部,ç°è‰²ï¼›ç”˜æ²¹éƒ¨åˆ†ï¼Œç´«è‰²ï¼›ç£·é…¸ç›éƒ¨åˆ†ï¼Œèµè‰²ï¼›å’Œèƒ†ç¢±éƒ¨åˆ†ï¼Œè“色;水分å未显示)。C 从渗é€é€šè¿‡ DOPC 脂质膜的ä¸åŒç–水性水平(I 最亲水,IX 最ç–水)的溶质模拟ä¸é€‰æ‹©çš„自由能曲线,作为从åŒå±‚ä¸å¿ƒæ²¿è†œçš„è·ç¦»çš„函数。仅显示了整个对称渗é€å‰–é¢çš„一åŠã€‚D 沿渗é€è·¯å¾„的渗é€æº¶è´¨çš„溶剂å¯åŠæ€§æ›²çº¿ã€‚溶质甚至在膜尾部区域(x < 1.0 nm)深处与溶剂分å相互作用。DOPC 膜的 E-G 渗é€ç³»æ•°æ¥è‡ª 20 °C 下的实验(E,G)和模拟(F,G)相对于辛醇/水的对数(log P OW) 和溶质的膜/水分é…系数 (log P MW )。在模拟ä¸ä½¿ç”¨ç–æ°´æ°´å¹³ I (log P OW  = -2.14) 至 IX (log P OW  = 1.1) 的溶质。Log P是 log 10(分é…系数),其ä¸P是指分å在两ç§ä¸æ··æº¶æº¶å‰‚çš„ç–水相和亲水相之间的平衡分布。弱酸和甘油(Eã€G)的实验日志POW值å–自PubChemæ•°æ®åº“。模拟的 log P OW值(F,G)å–自 work25;日志PMW值 (F) 从本模拟ä¸èŽ·å¾—。分é…系数与å„相之间的自由能差有关。在P MW的情况下,这是膜ä¸å¿ƒå’Œæº¶å‰‚相之间的差异。自由能的值显示在(C)ä¸ã€‚
边境管制对å°åŒºå¾ˆé‡è¦ã€‚它们的膜将内部和外部环境分开,这是完全ä¸åŒçš„。为了å¸æ”¶æœ‰ç”¨çš„化åˆç‰©ï¼ˆä¾‹å¦‚è¥å…»ç‰©è´¨ï¼‰æˆ–排泄废物,细胞å¯ä»¥ä½¿ç”¨é€‰æ‹©æ€§è¿è¾“系统。然而,一些跨膜è¿è¾“是通过被动扩散å‘生的。这是一个éžé€‰æ‹©æ€§è¿‡ç¨‹ï¼Œå®ƒä¼šè®©ä¸€äº›åˆ†å进出,例如,å–决于它们的大å°å’Œç–水性。主动转è¿è›‹ç™½å·²è¢«å¹¿æ³›ç ”究;然而,我们对通过膜的被动扩散的了解ä»ç„¶éžå¸¸ä¸å®Œæ•´ã€‚
åˆæˆå›Šæ³¡
这是生物技术行业的一个问题,它使用细胞作为工厂æ¥ç”Ÿäº§æ— 数有用的物质,并且需è¦è¿™äº›å·¥äººç»†èƒžåœ¨æ¶åŠ£çš„æ¡ä»¶ä¸‹ç”Ÿå˜ï¼Œä¾‹å¦‚在高酒精或弱酸浓度的环境ä¸ã€‚æ ¼ç½—å®æ ¹å¤§å¦ç”Ÿç‰©åŒ–å¦æ•™æŽˆ Bert Poolman 与一家对在细èŒä¸ç”Ÿäº§ä¹³é…¸æ„Ÿå…´è¶£çš„生物技术公å¸æŽ¥æ´½ã€‚他们想更多地了解被动扩散。这与 Poolman æ£åœ¨è¿›è¡Œçš„å¦ä¸€ä¸ªé¡¹ç›®éžå¸¸å»åˆã€‚“我们对这些被动è¿è¾“过程éžå¸¸æ„Ÿå…´è¶£ï¼Œå› 为我们å‚与了一个构建åˆæˆç»†èƒžçš„项目,â€Poolman è¯´ã€‚â€œå¦‚æžœä½ å¯ä»¥ä½¿ç”¨è¢«åŠ¨æ‰©æ•£ä»£æ›¿ä¸»åŠ¨è¿è¾“系统。
å› æ¤ï¼Œä»–将这两个问题结åˆåœ¨ä¸€ä¸ªç ”究项目ä¸ã€‚â€œæˆ‘ä»¬å¼€å§‹ç³»ç»Ÿç ”ç©¶å¯¼è‡´é…µæ¯è†œå’Œç»†èŒè†œæ¸—é€æ€§å·®å¼‚çš„åŽŸå› ï¼Œâ€Poolman è¯´ã€‚ä»–çš„å›¢é˜Ÿåˆ›é€ äº†ç”±ä¸‰åˆ°å››ç§ä¸åŒè„‚质组æˆçš„åˆæˆå›Šæ³¡ã€‚å°†éº¦è§’ç”¾é†‡æˆ–èƒ†å›ºé†‡æ·»åŠ åˆ°è†œä¸ä»¥å½±å“它们的æµåŠ¨æ€§å’Œåˆšæ€§ã€‚使用该系统测试了一系列å°åˆ†å,这些实验的结果指导了通过膜扩散的分å动力å¦æ¨¡æ‹Ÿã€‚ç”± Siewert-Jan Marrink 教授监ç£çš„è®¡ç®—æœºæ¨¡æ‹Ÿç ”ç©¶æ供了对扩散分å机制的更深入了解。
调整
结果è¯æ˜Žï¼Œè„‚质的脂肪酸尾部对决定膜的性质最é‡è¦ï¼Œè€Œäº²æ°´æ€§å¤´éƒ¨åŸºå›¢å¯¹æ¸—é€æ€§çš„å½±å“很å°ã€‚尾巴的长度也很é‡è¦ã€‚“而且没有åŒç¢³é”®çš„饱和尾巴比ä¸é¥±å’Œçš„更硬。ç–æ°´ç›¸äº’ä½œç”¨å¯¼è‡´è¿™äº›å°¾å·´ç´§å¯†å †ç§¯ï¼Œå¯¼è‡´å‡èƒ¶ç›¸ä¸æ˜“渗é€ï¼Œâ€Poolman è§£é‡Šè¯´ã€‚ç”¾é†‡å¢žåŠ æµåŠ¨æ€§ï¼Œä½†åœ¨ä½¿ç”¨éº¦è§’甾醇的酵æ¯çš„情况下,渗é€æ€§ä»ç„¶å¾ˆä½Žã€‚â€œå› æ¤ï¼Œé€šè¿‡è°ƒæ•´è„‚肪酸的饱和度以åŠè†œä¸ç”¾é†‡çš„类型和数é‡ï¼Œæˆ‘们å¯ä»¥æ”¹å˜é…µæ¯å’Œç»†èŒç»†èƒžè´¨è†œçš„渗é€æ€§ã€‚
â€å› æ¤ï¼ŒPoolman 和他的åŒäº‹å®šä¹‰äº†è®¸å¤šå˜é‡ï¼Œè¿™äº›å˜é‡ä¼šæ”¹å˜ä¸åŒç±»åˆ«åŒ–åˆç‰©çš„膜渗é€æ€§ã€‚使用酵æ¯æˆ–细èŒä½œä¸ºç»†èƒžå·¥åŽ‚çš„å…¬å¸å¯ä»¥ä½¿ç”¨æ¤ä¿¡æ¯ã€‚“然而,我们的结果ä¸èƒ½ç›´æŽ¥åº”用于这些细胞,â€Poolman 说。“真æ£çš„细胞膜å«æœ‰æ•°ç™¾ç§ä¸åŒçš„脂质,其æˆåˆ†åœ¨è†œçš„ä¸åŒä½ç½®å¯èƒ½ä¼šæœ‰æ‰€ä¸åŒã€‚æ¤å¤–,这些细胞膜å«æœ‰å„ç§è›‹ç™½è´¨ã€‚å¦‚æžœä½ æ”¹å˜äº†ï¼Œä¾‹å¦‚,膜的脂质æˆåˆ†ï¼Œå¾ˆå¤šå¯èƒ½ä¼šå‡ºé”™ï¼Œè†œè›‹ç™½çš„功能å¯èƒ½ä¼šå—到影å“。â€
è¯ç‰©è®¾è®¡
对影å“渗é€æ€§çš„物ç†è¿‡ç¨‹çš„深入了解å¯ä»¥å¸®åŠ©å…¬å¸ç†è§£ä¸ºä»€ä¹ˆæŸäº›ç»†èƒžæ¯”其他细胞更适åˆç‰¹å®šè¿‡ç¨‹ã€‚“调整èŒæ ªçš„常用方法是定å‘进化。我们的结果将帮助公å¸æ›´å¥½åœ°äº†è§£è¿™äº›ä¼˜åŒ–的结果并指导他们的细胞工程工作。â€å¦ä¸€ä¸ªåº”用是设计在细胞内起作用的è¯ç‰©ã€‚“制è¯å…¬å¸æ ¹æ®å¤§å°æˆ–æžæ€§ç‰å‚数,使用一组ç»éªŒç¡®å®šçš„规则æ¥ä¼˜åŒ–è¯ç‰©åœ¨ç»†èƒžå†…çš„ä½œç”¨ã€‚æˆ‘ä»¬çš„ç ”ç©¶å¼ºè°ƒäº†é¶ç»†èƒžè†œç»„æˆçš„é‡è¦æ€§ï¼Œè¿™æœ‰åŠ©äºŽè¯ç‰©è®¾è®¡ã€‚â€
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