A model of membrane contraction predicting initiation and completion of bacterial cell division.
A model of membrane contraction predicting initiation and completion of bacterial cell division.
复制标题
预测细菌细胞分裂开始和完成的膜收缩模型。
DOI：
10.1039/c3ib20273a
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
H. A. van den Berg
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Claire E Dow;A. Rodger;D. Roper;H. A. van den Berg
细菌细胞分裂涉及一系列复杂且动态的事件，由此蛋白质FtsZ的聚合物在分裂平面组装并重新排列以实现在细胞分裂位点收缩细胞膜的目标，从而将亲本细胞分裂成两个子细胞。我们提出了一个数学模型（我们称之为CAM-FF：膜结合FtsZ纤维的临界积累）的收缩环的组装在FtsZ的短线性聚合物的积累，关联和解离的细胞膜。在原核生物中，FtsZ的生化功能被认为是支撑组装和至少是环收缩的初始动力。我们的模型扩展了Surovtsev等人的早期工作[PLoS Comput.生物学：2008，4，e1000102]通过添加（i）FtsZ在细胞膜锚蛋白上积累的动力学和（ii）使细胞变形对抗其表面张力所需的物理力。此外，我们提供了一个更严格的治疗细胞内扩散，我们修改了一些模型参数值的实验证据。我们推导出一个临界收缩参数，它将膜结合FtsZ分子的化学布居动力学与收缩力联系起来。使用该参数作为预测细胞启动分裂的能力的工具，我们能够预测耗尽关键FtsZ结合蛋白的细胞的分裂结果。
Bacterial cell division involves a complex and dynamic sequence of events whereby polymers of the protein FtsZ assemble at the division plane and rearrange to achieve the goal of contracting the cell membrane at the site of cell division, thus dividing the parent cell into two daughter cells. We present a mathematical model (which we refer to as CAM-FF: Critical Accumulation of Membrane-bound FtsZ Fibres) of the assembly of the contractile ring in terms of the accumulation of short linear polymers of FtsZ that associate and dissociate from the cell membrane. In prokaryotes, the biochemical function of FtsZ is thought to underpin the assembly and at least the initial kinetic force of ring contraction. Our model extends earlier work of Surovtsev et al. [PLoS Comput. Biol., 2008, 4, e1000102] by adding (i) the kinetics of FtsZ accumulation on cell membrane anchor proteins and (ii) the physical forces required to deform the cell against its surface tension. Moreover, we provide a more rigorous treatment of intracellular diffusion and we revise some of the model parameter values in light of the experimental evidence now available. We derive a critical contraction parameter which links the chemical population dynamics of membrane-bound FtsZ molecules to the force of contraction. Using this parameter as a tool to predict the ability of the cell to initiate division, we are able to predict the division outcome in cells depleted of key FtsZ-binding proteins.
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影响因子：
2.9
作者：
Romberg, L;Mitchison, TJ
通讯作者：
Mitchison, TJ
DOI：
10.1073/pnas.93.1.519
发表时间：
1996-01-09
影响因子：
11.1
作者：
Erickson, HP;Taylor, DW;Bramhill, D
通讯作者：
Bramhill, D
影响因子：
56.9
作者：
Astumian, RD
通讯作者：
Astumian, RD
FtsZ 纤维的力学。
影响因子：
3.4
作者：
Turner DJ
通讯作者：
Turner DJ
影响因子：
--
作者：
Lu, CL;Stricker, J;Erickson, HP
通讯作者：
Erickson, HP