Redes de Proteínas

Um organismo pode ter milhares de proteínas diferentes, e essas proteínas devem cooperar para garantir a saúde de um organismo. As proteínas ligam-se a outras proteínas e formam complexos para desempenhar as suas funções. Muitas proteínas interagem com várias outras proteínas, criando uma rede complexa de interações proteicas.

Essas interações podem ser representadas através de mapas representando redes de interação proteína-proteína, representadas como nós e arestas. Os nós são círculos que são representativos de uma proteína, e as arestas são linhas que ligam duas proteínas que interagem. Estas redes fornecem uma maneira de visualizar a complexidade das interações proteína-proteína em um sistema. Estes mapas podem incluir interações estáveis, como as formadas em complexos proteicos, bem como interações transitórias. As interações proteicas que ocorrem em uma célula, em um organismo, ou em um contexto biológico específico podem ser colectivamente designadas por ‘interatoma’.

As redes proteicas podem ser estudadas utilizando vários métodos bioquímicos e computacionais. Um dos primeiros passos no estudo das interações proteicas é isolar uma proteína de interesse juntamente com as outras proteínas associadas. Isto pode ser realizado através da marcação da proteína de interesse com uma etiqueta de afinidade, como uma etiqueta de histidina. Esta etiqueta pode então ser utilizada para separar a proteína juntamente com as outras proteínas utilizando cromatografia de afinidade. As proteínas isoladas são então digeridas com uma protease, como a tripsina,  e depois analisadas por cromatografia líquida-espectrometria de massa (LC-MS). A massa peptídica pode então ser comparada com uma base de dados com sequências de proteínas conhecidas para determinar a sua identidade.

Computacionalmente, interações proteína-proteína podem ser analisadas usando bases de dados, bem como ferramentas de previsão. Existem várias bases de dados, como a IntAct gerida pela EMBL-EBI, que consistem em interações de proteínas experimentalmente validadas e previstas. Outras ferramentas como STRING pelo Instituto Suíço de Bioinformática podem ser usadas para prever essas redes de interações.

O estudo de redes proteicas pode levar a descobertas científicas, como a determinação da função de uma proteína desconhecida. Examinar alterações nestas redes pode ajudar a elucidar diferenças entre células saudáveis e doentes. Esta informação também pode ser utilizada para aplicações cruciais, tais como o desenvolvimento de fármacos para o tratamento de doenças.  A análise das redes proteicas pode identificar nós altamente conectados que podem ser cruciais para a sobrevivência celular, que podem ser visados em cancro e doenças onde a morte celular é desejada mas seria inadequada para a maioria das doenças. Por outro lado, nós menos conectados que apenas interagem com algumas vias específicas podem ser visados se uma função específica da célula for afectada, e a criação de fármacos que interagem com esses nós menos conectados pode levar a menos efeitos secundários.