Reti di interazione proteina-proteina

Le interazioni proteina-proteina (PPI) sono essenziali per quasi tutti i processi in una cellula, quindi la comprensione delle PPI è fondamentale per capire la fisiologia cellulare negli stati normali e patologici. È anche essenziale nello sviluppo dei farmaci, poiché i farmaci possono influenzare le PPI. Le reti di interazione proteina-proteina (PPIN) sono rappresentazioni matematiche dei contatti fisici tra le proteine nella cellula. Questi contatti:

• sono specifici
• si verificano tra regioni di legame definite nelle proteine
• hanno un particolare significato biologico (cioè, servono una funzione specifica)

Le informazioni PPI possono rappresentare sia interazioni transitorie che stabili:

• Le interazioni stabili si formano nei complessi proteici (es. ribosoma, emoglobina)
• Le interazioni transitorie sono brevi interazioni che modificano o trasportano una proteina, portando a ulteriori cambiamenti (es. protein chinasi, importine del poro nucleare). Costituiscono la parte più dinamica dell’interactome

La conoscenza delle PPI può essere usata per:

• assegnare ruoli putativi a proteine non caratterizzate
• aggiungere dettagli a grana fine sui passi all’interno di una via di segnalazione
• caratterizzare le relazioni tra proteine che formano complessi multi-molecolari come il proteasoma

L’interactome

L’interactome è l’insieme delle PPI che avvengono in una cellula, un organismo o un contesto biologico specifico. Lo sviluppo di tecniche di screening di PPI su larga scala, in particolare la purificazione di affinità ad alto rendimento combinata con la spettrometria di massa e il saggio yeast two-hybrid, ha causato un’esplosione nella quantità di dati PPI e la costruzione di interactomi sempre più complessi e completi (Figura 16). Questa evidenza sperimentale è completata dalla disponibilità di algoritmi di predizione delle PPI. Molte di queste informazioni sono disponibili attraverso database di interazione molecolare come IntAct.

È importante sottolineare ancora una volta i limiti dei dati PPI disponibili. La nostra attuale conoscenza dell’interactome è incompleta e rumorosa. I metodi di rilevamento delle PPI hanno dei limiti su quante interazioni veramente fisiologiche possono rilevare e tutti trovano falsi positivi e negativi.

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Interazioni tra proteine e la loro importanza

IntAct: Il database delle interazioni molecolari all’EMBL-EBI: webinar

IntAct: Interazioni molecolari presso EMBL-EBI

Nelle prossime pagine daremo uno sguardo ad alcune delle proprietà delle reti di interazione proteina-proteina e alle implicazioni di queste proprietà per la biologia.