Мне было интересно, какова концентрация белка в клетке кишечной палочки. При изучении кинетики и активности ферментов in vitro я бы сказал, что концентрации субстрата и фермента сходны с таковыми in vivo . В результате выводы, сделанные с помощью таких анализов, не применимы на 100% к естественным реакциям. Есть ли в литературе примеры, посвященные этому вопросу?
В том же духе, какова концентрация жирных кислот/нуклеиновых кислот в клетке?
Концентрация макромолекул в кишечной палочке оценивается примерно в 0,3–0,4 г/мл [1].
Концентрации вашего субстрата по отношению к вашему ферменту, как правило, довольно аналогичны исследованиям in vitro по сравнению с исследованиями in vivo . Однако это в значительной степени основано на предположении, что константы диффузии для обеих молекул остаются постоянными. Во многих случаях это так, и ошибки можно исправить, используя ПЭГ для имитации эффекта скопления людей. И да, люди начали смотреть на вопрос [2]
Однако для более крупных макромолекул, таких как ДНК и хромосомы, в которых наблюдается эффект субдиффузионного транспорта, молекулы не подчиняются диффузионному беспорядочному поведению [3]. Классической модельной системой является lac-репрессор, который демонстрирует недиффузионную кинетику из-за своего взаимодействия с ДНК.
Состав кишечной палочки (сухой вес): 55 % белка, 20 % РНК, 10 % липидов, 15 % других веществ.
Концентрация белка составляет около 100 мг/мл или 3 мМ. Исходя из размера клетки E. coli , 1 нМ составляет примерно 1 молекулу/клетку. Это ~1000 молекул/клетку для клеток HeLa.
Коэффициент диффузии для «среднего» белка: D ~ 5-15 микрон ^ 2 / с или ~ 10 мс для прохождения E. coli . Для справки, небольшой метаболит в воде диффундирует примерно в 30-100 раз быстрее.
Для отличной визуализации макромолекул внутри клетки посмотрите иллюстрации Дэвида Гудселла. Он пытается воспроизвести плотность белка и ДНК внутри клетки, чтобы показать, как обстоят дела в естественных условиях. Действительно отличный материал.
Ответ - очень концентрированный. Сравните плотность клетки с плотностью типичного кристаллизованного белка, которая, по-моему, составляет 0,8 г/мл белка.