4.2: タンパク質-タンパク質界面

多くのタンパク質は、その機能を果たすために複合体を形成し、タンパク質間相互作用(PPI)は生物の生存に不可欠です。ほとんどのPPIは、多数の弱い非共有化学力によって安定化されます。界面の物理的形状は、2つのタンパク質の相互作用方法を決定します。多くの球状タンパク質は、その表面が密接に一致する形状をしており、それが多数の弱い結合を形成しています。さらに、多くのPPIは、2つのヘリックス間、または表面の裂け目とポリペプチド鎖またはストリングの間に発生します。

タンパク質界面の研究には、さまざまな計算方法や生化学的方法が用いられています。アフィニティー精製、質量分析、タンパク質マイクロアレイなどの実験室法を使用して、新しい相互作用を同定できます。タンパク質の共免疫沈降と酵母の2ハイブリッドスクリーニングは、2つのタンパク質がin vitroで相互作用するかどうかの証拠を提供するために広く使用されています。系統発生プロファイリングなどの他の計算アプローチは、結合パートナーの共進化に基づいてPPIを予測します。さらに、遺伝子融合解析は、他の生物のゲノムに融合したタンパク質ペアを見つけることにより、相互作用パートナーを予測するために使用されます。

タンパク質は通常、同時にまたは異なる時間に複数のパートナーと相互作用し、複数の相互作用インターフェースを含む場合があります。多くのタンパク質は、完全な複合体によってのみ実行できる特定の機能を果たす大きな複合体を形成します。場合によっては、これらのタンパク質相互作用が制御されています。つまり、タンパク質は細胞のニーズに基づいてさまざまなパートナーと相互作用する可能性があります。さらに、計算解析と統計解析により、このような相互作用をネットワークに分類し、オンラインのインタラクトームデータベースでキュレーションします。これらの検索可能なデータベースにより、ユーザーは特定のタンパク質相互作用を研究するだけでなく、界面での相互作用を強化または破壊する可能性のある薬剤を設計することができます。