Proteïne-eiwit interactie netwerken

Proteïne-eiwit interacties (PPI’s) zijn essentieel voor bijna elk proces in een cel, dus het begrijpen van PPI’s is cruciaal voor het begrijpen van de fysiologie van cellen in normale en ziekte toestanden. Het is ook essentieel voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, omdat geneesmiddelen PPIs kunnen beïnvloeden. Eiwit-eiwit interactienetwerken (PPIN) zijn wiskundige weergaven van de fysieke contacten tussen eiwitten in de cel. Deze contacten:

• zijn specifiek
• komen voor tussen gedefinieerde bindingsgebieden in de eiwitten
• hebben een bepaalde biologische betekenis (d.w.z., zij dienen een specifieke functie)

PPI-informatie kan zowel voorbijgaande als stabiele interacties vertegenwoordigen:

• Stabiele interacties worden gevormd in eiwitcomplexen (b.v. ribosoom, hemoglobine)
• Tijdelijke interacties zijn kortstondige interacties die een eiwit veranderen of dragen, wat leidt tot verdere verandering (b.v. eiwitkinasen, importins van de nucleaire porie). Zij vormen het meest dynamische deel van het interactoom

Kennis van PPI’s kan worden gebruikt om:

• veronderstelde rollen toe te wijzen aan ongekarakteriseerde eiwitten
• fijne details toe te voegen over de stappen binnen een signaleringsroute
• de relaties te karakteriseren tussen eiwitten die multi-moleculaire complexen vormen, zoals het proteasoom

Het interactoom

Het interactoom is het geheel van PPI’s die in een cel, een organisme of een specifieke biologische context voorkomen. De ontwikkeling van grootschalige PPI-screeningtechnieken, met name high-throughput affiniteitszuivering in combinatie met massaspectrometrie en de gist two-hybrid assay, heeft geleid tot een explosie van de hoeveelheid PPI-gegevens en de constructie van steeds complexere en completere interactomen (figuur 16). Dit experimentele bewijs wordt aangevuld met de beschikbaarheid van PPI-voorspellingsalgoritmen. Veel van deze informatie is beschikbaar via moleculaire interactiedatabases zoals IntAct.

Het is belangrijk om nogmaals de beperkingen van de beschikbare PPI-gegevens te benadrukken. Onze huidige kennis van het interactoom is zowel onvolledig als ruisachtig. PPI-detectiemethoden hebben beperkingen wat betreft het aantal echt fysiologische interacties dat ze kunnen detecteren en ze vinden allemaal vals-positieven en -negatieven.

Om meer te leren over PPI’s in het algemeen en de IntAct-database in het bijzonder, kunt u onze gratis online cursussen volgen:

Proteïne-interacties en hun belang

IntAct: De database van moleculaire interacties bij EMBL-EBI: webinar

IntAct: Moleculaire interacties bij EMBL-EBI

Op de volgende pagina’s bekijken we een aantal eigenschappen van eiwit-eiwit interactienetwerken en de implicaties van deze eigenschappen voor de biologie.