Proteinnetzwerke

Ein einzelner Organismus kann Tausende verschiedener Proteine enthalten, und die meisten dieser Proteine müssen mit anderen Proteinen interagieren, um ihre Funktionen zu erfüllen.

Viele Proteine haben mehrere Bindungspartner, was zu einem komplexen Netzwerk von Proteininteraktionen führt.

Verschiedene Labortechniken, darunter sowohl biochemische als auch computergestützte Methoden, helfen den Wissenschaftlern, diese Proteinnetzwerke zu verstehen.

Affinitätsmarkierung ist eine Methode, die häufig verwendet wird, um ein Protein zusammen mit anderen interagierenden Molekülen zu isolieren. Ein Affinitäts-Tag ist ein Aminosäuremotiv, das genetisch zu dem Protein von Interesse hinzugefügt wird. Diese Markierung kann verwendet werden, um das Zielprotein zusammen mit anderen Proteinen, die mit ihm assoziiert sind, zu isolieren.

Proteine, die mit dem markierten Protein interagieren, können analysiert werden, um ihre Identität und neue Wechselwirkungen zu bestimmen.

Eine Methode, um diese unbekannten Proteinwechselwirkungen zu analysieren, besteht darin, die Proteine in kurze Segmente zu zerlegen und mit einem Massenspektrometer zu analysieren, um die Aminosäuresequenzen zu bestimmen. Diese Sequenzen können mit bestehenden Proteinsequenzdatenbanken verglichen werden, um unbekannte assoziierte Proteine zu identifizieren.

Darüber hinaus stehen in frei verfügbaren Datenbanken wie IntAct Protein-Protein-Interaktionsdaten, die von Forschern weltweit hochgeladen wurden, zum Vergleich zur Verfügung. Andere Datenbanken in Verbindung mit einer wachsenden Anzahl fortschrittlicher Bioinformatik-Tools können verwendet werden, um die molekularen Wechselwirkungen eines unbekannten Proteins vorherzusagen

Protein-Protein-Interaktionsnetzwerkkarten werden verwendet, um diese Wechselwirkungen zwischen Proteinen in einer Zelle zu visualisieren. Die Kreise sind Knoten, die ein bestimmtes Protein repräsentieren, und Linien sind Kanten, die ein Protein mit den anderen interagierenden Proteinen verbinden.

Die Untersuchung von Proteininteraktionskarten kann helfen, Proteinfunktionen vorherzusagen. Wenn das Interaktionsmuster eines unbekannten Proteins aus Verbindungskanten dem eines anderen Knotens ähnlich ist, können sich diese beiden Knoten ähnlich verhalten.

Einige Knoten werden als hochgradig vernetzte Knotenpunkte erscheinen, deren Untersuchung zur Entdeckung grundlegender Mechanismen zur Erhaltung der Gesundheit der Zelle führen und so die Arzneimittelentwicklung unterstützen kann.