4.2:
Межбелковые интерфейсы
4.2:
Межбелковые интерфейсы
Многие белки образуют комплексы для выполнения своих функций, в результате чего белок-белковые взаимодействия (ББВ) жизненно важны для выживания организма. Большинство ББВ стабилизируются многочисленными слабыми нековалентными химическими силами. Физическая форма интерфейсов взаимодействия определяет способ взаимодействия двух белков. Многие глобулярные белки имеют на своих поверхностях близкие по форме профили, которые образуют большое количество слабых связей. Кроме того, многие ББВ возникают между двумя спиралями или между поверхностной щелью и полипептидной цепью или нитью.
Для изучения интерфейсов взаимодействия белков используются различные вычислительные и биохимические методы. Для определения новых взаимодействий можно использовать лабораторные методы, такие как аффинная очистка, масс-спектрометрия и белковые микрочипы. Совместная иммунопреципитация белков и дрожжевой двухгибридный скрининг широко используются для предоставления доказательств того, взаимодействуют ли два белка в условиях in vitro. Компьютерные программы могут прогнозировать ББВ на основе аналогичных взаимодействий, обнаруженных в других белках, путем сравнения последовательностей белков и их трехмерных структур. Другие вычислительные подходы, такие как филогенетическое профилирование, предсказывают ББВ на основе коэволюции партнеров по связыванию. Кроме того, анализ слияния генов используется для прогнозирования партнеров по взаимодействию путем поиска пар белков, которые слились в геноме других организмов.
Белки обычно взаимодействуют с несколькими партнерами в одно и то же или в разное время, и они могут содержать более одного участка взаимодействия. Многие белки образуют большие комплексы, которые осуществляют специфические функции, которые могут выполняться только полным комплексом. В некоторых случаях эти белковые взаимодействия регулируются, то есть белок может взаимодействовать с различными партнерами на основе клеточных потребностей. Дальнейший вычислительный и статистический анализ сортирует такие взаимодействия в виде сетей, которые упорядочены в онлайн-базах данных интерактома. Эти базы данных с возможностью поиска позволяют пользователям изучать специфические белковые взаимодействия, а также разрабатывать препараты, которые могут усиливать или нарушать взаимодействия в интерфейсе взаимодействия.
Suggested Reading
- Koh GC, Porras P, Aranda B, Hermjakob H, Orchard SE. Analyzing protein-protein interaction networks. Journal of Proteome Research. 2012 Apr;11(4):2014-2031.
- Laraia L, McKenzie G, Spring DR, Venkitaraman AR, Huggins DJ. Overcoming Chemical, Biological, and Computational Challenges in the Development of Inhibitors Targeting Protein-Protein Interactions. Chem Biol. 2015;22(6):689–703.
- De Las Rivas J, Fontanillo C. Protein-protein interactions essentials: key concepts to building and analyzing interactome networks. PLoS Comput Biol. 2010;6(6):e1000807.
- Lalonde S, Ehrhardt DW, Loqué D, Chen J, Rhee SY, Frommer WB. Molecular and cellular approaches for the detection of protein-protein interactions: latest techniques and current limitations. Plant J. 2008 Feb;53(4):610-35.
- Amos-Binks A, Patulea C, Pitre S, et al. Binding site prediction for protein-protein interactions and novel motif discovery using re-occurring polypeptide sequences. BMC Bioinformatics. 2011;12:225. Published 2011 Jun 2.