RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2016

 / 

Август

←  →

Физика наших дней


Микротрубочка — динамически нестабильный биополимер со спонтанными переключениями между фазовыми состояниями

 а,  б,  в,  в, г, а,  в, г, а
а Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация
б Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет биоинженерии и биоинформатики, Ленинские горы 1, стр. 73, Москва, 119234, Российская Федерация
в Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
г Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева Министерства здравоохранения Российской Федерации, ул. Саморы Машела 1, Москва, 117997, Российская Федерация

Рассматривается простейший молекулярный мотор — биологическая микротрубочка, которая является примером сильно неравновесной молекулярной машины, способной испытывать спонтанные переключения между фазами медленного роста и быстрой разборки. Описываются основные свойства микротрубочки, рассматриваются различные подходы к моделированию её динамики: от статистических моделей химической кинетики до молекулярно-динамических с использованием метода Метрополиса и броуновской динамики.

Текст pdf (1018 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2016.04.037779
Ключевые слова: микротрубочка, гуанозинтрифосфатный колпачок, математическое моделирование, динамическая нестабильность
PACS: 87.10.−e, 87.16.−b, 87.16.A− (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2016.04.037779
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2016/8/b/
000388449500002
2-s2.0-84995595663
2016PhyU...59..773Z
Цитата: Захаров П Н, Аржаник В К, Ульянов Е В, Гудимчук Н Б, Атауллаханов Ф И "Микротрубочка — динамически нестабильный биополимер со спонтанными переключениями между фазовыми состояниями" УФН 186 853–868 (2016)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 14 марта 2016, доработана: 4 апреля 2016, 12 апреля 2016

English citation: Zakharov P N, Arzhanik V K, Ulyanov E V, Gudimchuk N B, Ataullakhanov F I “Microtubule: a dynamically unstable stochastic phase switching polymer” Phys. Usp. 59 773–786 (2016); DOI: 10.3367/UFNe.2016.04.037779

Список литературы (105) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (10) Похожие статьи (6)

  1. Kline-Smith S L, Walczak C E Mol. Cell 15 317 (2004)
  2. Cimini D, Degrassi F Trends Cell Biol. 15 442 (2005)
  3. Bakhoum S F, Compton D A Curr. Opin. Cell Biol. 24 64 (2012)
  4. Nicholson J M, Cimini D Int. Rev. Cell Mol. Biol. 315 299 (2015)
  5. Walczak C E, Heald R Int. Rev. Cytol. 265 111 (2008)
  6. Erickson H P, O'Brien E T Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 21 145 (1992)
  7. Bouchet-Marquis C et al. Biol. Cell 99 45 (2007)
  8. Nogales E, Ramey V H, Wang H-W Methods Cell Biol. 95 129 (2010)
  9. Chrétien D et al. Cell Struct. Funct. 24 299 (1999)
  10. Kirschner M W, Mitchison T Nature 324 621 (1986)
  11. Asbury C L et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 9873 (2006)
  12. Molodtsov M I et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 4353 (2005)
  13. Volkov V A et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110 7708 (2013)
  14. Hill T L, Chen Y Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81 5772 (1984)
  15. Meurer-Grob P, Kasparian J, Wade R H Biochemistry 40 8000 (2001)
  16. Chrétien D, Flyvbjerg H, Fuller S D Eur. Biophys. J. 27 490 (1998)
  17. Hirose K, Fan J, Amos L A J. Mol. Biol. 251 329 (1995)
  18. Horio T, Hotani H Nature 321 605 (1986)
  19. Mitchison T J Science 261 1044 (1993)
  20. Vale R D et al. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B B 355 449 (2000)
  21. Desai A, Mitchison T J Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 13 83 (1997)
  22. Mandelkow E M et al. J. Cell Biol. 102 1067 (1986)
  23. Wade R H, Chrétien D J. Struct. Biol. 110 1 (1993)
  24. Mandelkow E M, Mandelkow E J. Mol. Biol. 181 123 (1985)
  25. Mandelkow E M EMBO J. 7 357 (1988)
  26. Mandelkow E M, Mandelkow E, Milligan R A J. Cell Biol. 114 977 (1991)
  27. Mitchison T, Kirschner M Nature 312 237 (1984)
  28. Zakharov P et al. Biophys. J. 109 2574 (2015)
  29. David-Pfeuty T, Erickson H P, Pantaloni D Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 5372 (1977)
  30. Weisenberg R C, Deery W J, Dickinson P J Biochemistry 15 4248 (1976)
  31. Spiegelman B M, Penningroth S M, Kirschner M W Cell 12 587 (1977)
  32. Caplow M, Shanks J J. Biol. Chem. 265 8935 (1990)
  33. Tran P T, Walker R A, Salmon E D J. Cell Biol. 138 105 (1997)
  34. Müller-Reichert T et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 3661 (1998)
  35. Wang H-W, Nogales E Nature 435 911 (2005)
  36. Rice L M, Montabana E A, Agard D A Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 5378 (2008)
  37. Brouhard G J Mol. Biol. Cell 26 1207 (2015)
  38. Hyman A A et al. Mol. Biol. Cell 3 1155 (1992)
  39. Walker R A, Inoué S, Salmon E D J. Cell Biol. 108 931 (1989)
  40. O'Brien E T, Voter W A, Erickson H P Biochemistry 26 4148 (1987)
  41. Stewart R J, Farrell K W, Wilson L Biochemistry 29 6489 (1990)
  42. Walker R A, Pryer N K, Salmon E D J. Cell Biol. 114 73 (1991)
  43. Voter W A, O'Brien E T, Erickson H P Cell Motil. Cytoskeleton 18 55 (1991)
  44. Walker R A et al. J. Cell Biol. 107 1437 (1988)
  45. Drechsel D N, Kirschner M W Curr. Biol. 4 1053 (1994)
  46. Caplow M, Shanks J Mol. Biol. Cell 7 663 (1996)
  47. Gardner M K et al. Cell 146 582 (2011)
  48. Maurer S P et al. Cell 149 371 (2012)
  49. Bieling P et al. Nature 450 1100 (2007)
  50. Odde D J, Cassimeris L, Buettner H M Biophys. J. 69 796 (1995)
  51. Gardner M K et al. Cell 147 1092 (2011)
  52. Olkin I, Gleser L J, Derman C Probability Models and Applications (New York: Macmillan, 1980)
  53. Bowne-Anderson H et al. BioEssays 35 452 (2013)
  54. Coombes C E et al. Curr. Biol. 23 1342 (2013)
  55. Maurer S P et al. Curr. Biol. 24 372 (2014)
  56. Chrétien D, Fuller S D, Karsenti E J. Cell Biol. 129 1311 (1995)
  57. Grishchuk E L et al. Nature 438 384 (2005)
  58. Lampert F, Hornung P, Westermann S J. Cell Biol. 189 641 (2010)
  59. Carter N J, Cross R A Nature 435 308 (2005)
  60. Mallik R et al. Nature 427 649 (2004)
  61. Gennerich A et al. Cell 131 952 (2007)
  62. Grishchuk E L, McIntosh J R EMBO J. 25 4888 (2006)
  63. Tanaka K et al. J. Cell Biol. 178 269 (2007)
  64. Chen Y D, Hill T L Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 1131 (1985)
  65. Bayley P, Schilstra M, Martin S FEBS Lett. 259 181 (1989)
  66. Bayley P M, Schilstra M J, Martin S R J. Cell Sci. 95 33 (1990)
  67. Martin S R, Schilstra M J, Bayley P M Biochim. Biophys. Acta 1073 555 (1991)
  68. Flyvbjerg H, Holy T E, Leibler S Phys. Rev. Lett. 73 2372 (1994)
  69. Martin S R, Schilstra M J, Bayley P M Biophys. J. 65 578 (1993)
  70. Efremov A et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 19017 (2007)
  71. Molodtsov M I et al. Biophys. J. 88 3167 (2005)
  72. Sept D, MacKintosh F C Phys. Rev. Lett. 104 018101 (2010)
  73. Sept D, Baker N A, McCammon J A Protein Sci. 12 2257 (2009)
  74. VanBuren V, Odde D J, Cassimeris L Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 6035 (2002)
  75. VanBuren V, Cassimeris L, Odde D J Biophys. J. 89 2911 (2005)
  76. Gregoretti I V et al. J. Cell Sci. 119 4781 (2006)
  77. Brun L et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 21173 (2009)
  78. Ranjith P et al. Biophys. J. 96 2146 (2009)
  79. Piette B M et al. PLoS ONE 4 e6378 (2009)
  80. Margolin G et al. Mol. Biol. Cell 23 642 (2012)
  81. Castle B T, Odde D J Biophys. J. 105 2528 (2013)
  82. Padinhateeri R, Kolomeisky A B, Lacoste D Biophys. J. 102 1274 (2012)
  83. Hinow P, Rezania V, Tuszyński J A Phys. Rev. E 80 031904 (2009)
  84. Mazilu I, Zamora G, Gonzalez J Physica A 389 419 (2010)
  85. Margolin G et al. Phys. Rev. E 74 041920 (2006)
  86. Flyvbjerg H, Holy T E, Leibler S Phys. Rev. E 54 5538 (1996)
  87. Gillespie D T J. Comput. Phys. 22 403 (1976)
  88. Chrétien D, Fuller S D J. Mol. Biol. 298 663 (2000)
  89. Gillespie D T Annu. Rev. Phys. Chem. 58 35 (2007)
  90. Gillespie D T J. Phys. Chem. 81 2340 (1977)
  91. Gillespie D T Physica A 188 404 (1992)
  92. Hill T L, Kirschner M W Int. Rev. Cytol. 78 1 (1982)
  93. Jánosi I M, Chrétien D, Flyvbjerg H Eur. Biophys. J. 27 501 (1998)
  94. Jánosi I M, Chrétien D, Flyvbjerg H Biophys. J. 83 1317 (2002)
  95. Jiang L et al. Proteins 46 190 (2002)
  96. Hyman A A et al. Mol. Biol. Cell 3 1155 (1992)
  97. Metropolis N, Ulam S J. Am. Stat. Assoc. 44 335 (1949)
  98. Metropolis N et al. J. Chem. Phys. 21 1087 (1953)
  99. Rossky P J, Doll J D, Friedman H L J. Chem. Phys. 69 4628 (1978)
  100. Chen J C, Kim A S Adv. Colloid Interface Sci. 112 159 (2004)
  101. Heyes D M, Branka A C Mol. Phys. 94 447 (1998)
  102. Ermak D L, McCammon J A J. Chem. Phys. 69 1352 (1978)
  103. Rotne J, Prager S J. Chem. Phys. 50 4831 (1969)
  104. Laue T, Demeler B Nature Chem. Biol. 7 331 (2011)
  105. Brouhard G J, Rice L M J. Cell Biol. 207 323 (2014)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение