蛋白质,生物分子或大分子,在生物体中进行各种功能。几乎所有的细胞过程都要求蛋白质特异性地识别多种不同的相互作用伙伴。它们可以通过与其他分子相互作用来实现其作用,包括DNA,RNA,蛋白质和小分子。蛋白质和蛋白质相互作用(PPI),其指由于生物化学事件和/或静电力而在两种或更多种蛋白质之间建立的有意物理触点。
蛋白质 - 蛋白质相互作用的生物学效应
蛋白质 - 蛋白质相互作用在各种生物过程中起重要作用,包括细胞对细胞相互作用,细胞周期进展,信号转导和代谢途径。Phizicky和Fields标志着PPI的重要属性,包括:
- PPIs可以改变酶的动力学特性,这可能导致底物结合或变构效应的微妙变化。
- PPI可以作为一种通用机制来允许通过在域或亚基之间移动衬底来允许基板沟道。
- PPI可以为小效应子分子产生新的结合位点。
- PPI可以使蛋白质失活或抑制。
- PPI可以通过与不同的结合伙伴相互作用而改变蛋白质对底物的特异性。
- 在上游或下游活动中,PPI可以作为监管作用。
蛋白质-蛋白质相互作用的类型
根据许多因素,包括组成,亲和力和寿命,可以将物理蛋白质相互作用分为不同的相互作用类型。
基于作文,这类配合物可分为均低聚配合物和杂低聚配合物。同型低聚物是当PPI出现在同型链之间时形成的,而异型低聚物是当PPI出现在非同型链之间时形成的。例如,细胞色素c '同型二聚体是一个同型二聚体(两个蛋白质复合物)。此外,GroEL由14个相同的57 kDa亚基组成,每个亚基形成两个背对背排列的七聚体环。几种酶、载体蛋白、支架蛋白和转录调控因子以均聚低聚体的形式发挥其功能。
专性与非专性配合物由亲和力.非常长的相互作用是指复合物的成分(重选聚物,单体)对其自身不稳定在活的有机体内.非专用交互的组件可以独立存在。例如,参与DNA修复的Ku蛋白以专性同型二聚体的形式与DNA结合。H-Ras蛋白是一种G蛋白,可与鸟苷三磷酸酶(GTPase)激活蛋白(gap)互换形成非专性复合物。
根据一生,存在瞬态和永久的互动。瞬态互动组件暂时缔结和解离在活的有机体内虽然永久性互动通常非常稳定和不可逆转。例如,IL-5细胞因子二聚体是永久性蛋白质 - 蛋白质相互作用。此外,PPI可以基于折叠分类为结构域和结构域 - 肽相互作用。畴肽复合物大多是瞬态的,因为通过识别出球状结构域,短线性图案(LM)和所述相互作用发生的小界面形成。
总而言之,所有义务PPI都是永久性的,而不是所有永久互动都是责任的。非迫使非相互作用是瞬态的,但一些非迫使相互作用是永久性的,如一些酶抑制剂相互作用。强瞬态类别包括从未绑定/弱结合状态转移到强烈的状态的蛋白质相互作用,这通常由效应分子触发。
图1.基于亲和力和稳定性的蛋白质 - 蛋白质相互作用类型的关系。(ACUNER OZBABACAN S E,等。,2011)
药物开发中的蛋白质和蛋白质相互作用
尽管PPI在细胞功能中具有重要作用,但它们具有相当大的潜在角色作为治疗目标。具有小分子的PPI的靶向调节是具有超过50ppis的最有前途的方法之一,已成功地用小分子靶向。其中大部分是PPI的抑制剂,但PPI的稳定也是靶向PPI调节的策略。
如图2所示,化合物对PPIs有不同的作用方式。对于PPI抑制剂,它们可以在PPI上显示竞争效应,以阻止天然结合伙伴的结合,这被称为竞争模式。另一种方法是将化合物结合到一个位点上,而不是直接结合到PPI界面的一部分,而是以低亲和力的构象阻止蛋白质的结合,这样就阻碍了天然结合伙伴的结合。连接或变构模式的稳定也是可能的。通过在变构稳定模式下结合化合物,蛋白质可以以高亲和力的构象与其天然配体结合,以增强PPI。另一种形式的稳定是作用的连接模式,这是直接结合在界面边缘与同时接触两个蛋白质伴侣。
图2.对蛋白质 - 蛋白质相互作用的复合效应。(Skwarczynska M&Ottmann C,2015)
有各种方法可以检测蛋白质和蛋白质相互作用,包括酵母双杂化筛选,亲和纯化偶联至质谱法,等等。如果您想了解更多有关检测蛋白质 - 蛋白质互动的方法,请注意我们的下一个博客。
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引用:
- 王志强,王志强,王志强,等。短暂的蛋白质相互作用。蛋白质工程,设计与选择,2011,24(9):635-648。
- Rao V S,Srinivas K,Sujini G N等人。蛋白质 - 蛋白质相互作用检测:方法和分析[J]。国际蛋白质组学杂志,2014年,2014年。
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