4.16: 蛋白质网络

一个生物体可以有数千种不同的蛋白质，这些蛋白质必须合作才能确保生物体的健康。蛋白质与其他蛋白质结合并形成复合物以执行其功能。许多蛋白质与多种其他蛋白质相互作用，形成复杂的蛋白质相互作用网络。

这些相互作用可以通过描绘蛋白质-蛋白质相互作用网络的地图来表示，这些网络表示为节点和边。节点是代表蛋白质的圆圈，边缘是连接两个相互作用的蛋白质的线。这些网络提供了一种可视化系统中蛋白质-蛋白质相互作用复杂性的方法。这些映射可以包括稳定的相互作用（如蛋白质复合物中形成的相互作用）以及瞬态相互作用。发生在细胞、生物体或特定生物环境中的蛋白质相互作用可以统称为”相互作用组”。

可以使用各种生化和计算方法研究蛋白质网络。研究蛋白质相互作用的第一步是分离目标蛋白质以及其他相关蛋白质。这可以通过使用亲和标签（例如组氨酸标签）标记目标蛋白质来实现。然后，可以使用该标签通过亲和层析将蛋白质与其他蛋白质分开。然后用蛋白酶（如胰蛋白酶）消化分离的蛋白质，然后使用液相色谱-质谱 （LC-MS） 进行分析。然后可以将肽质量与具有已知蛋白质序列的数据库进行比较，以确定其身份。

在计算上，可以使用数据库和预测工具分析蛋白质-蛋白质相互作用。有各种数据库，例如由 EMBL-EBI 管理的 IntAct，其中包含经过实验验证和预测的蛋白质相互作用。其他工具（如瑞士生物信息学研究所的 STRING）可用于预测这些交互网络。

蛋白质网络的研究可以带来科学发现，例如确定未知蛋白质的功能。检查这些网络的变化有助于阐明健康细胞和患病细胞之间的差异。这些信息也可用于关键应用，例如设计治疗疾病的药物。蛋白质网络分析可以识别可能对细胞生存至关重要的高度连接的节点，这些节点可以靶向癌症和需要细胞死亡但不适合大多数疾病的疾病。另一方面，如果特定细胞功能受到影响，则仅与少数特定通路相互作用的未连接节点可能成为目标，并且设计与这些连接较少的节点相互作用的药物可能会导致更少的副作用。