结构生物化学/蛋白质-蛋白质相互作用网络
蛋白质-蛋白质相互作用网络 是多种蛋白质以不同构象（3D 结构）结合。网络中的节点代表蛋白质，可以与十到数百个其他节点相互作用的节点被认为是枢纽蛋白。枢纽蛋白是必不可少的，并且包含许多不同的结合位点以适应非枢纽蛋白。
理解蛋白质-蛋白质网络的问题在于，一个特定的枢纽蛋白如何能够与如此多的非枢纽伙伴结合。在某些情况下，外部环境的改变，例如其他结合事件、伙伴浓度、pH 值、离子强度和温度，会导致结构集合的转变。但这些变化不足以适应多达数百种蛋白质与同一枢纽结合。
理解蛋白质-蛋白质相互作用的一种新方法是将蛋白质视为基因产物。蛋白质是具有不同氨基酸序列的基因产物。一组特定的基因或相关基因可以具有多个不同的序列、结构和相互作用。每个不同的序列都会导致不同的结构/构象。构象之间的差异可能很小，但一种基因产物可以与许多首选伙伴相互作用。例如，具有四个外显子和三个内含子的前 mRNA 可以通过外显子跳跃产生三种不同的 mRNA。这对应于三种具有三种不同蛋白质结构的基因产物，其序列仅有微小的差异。
有几种细胞机制会导致具有许多构象的不同基因产物。在可变剪接中，外显子的组合会导致 38,016 种同种型 - 同一蛋白质的不同形式。所有这些同种型都可能由于构象变异而具有不同的蛋白质-蛋白质相互作用，尽管它们被认为是同一蛋白质。在癌症中，p53 是一种由 TP53 基因编码的 肿瘤抑制蛋白。p53 的同种型具有许多细胞功能。TP53 的突变会产生多个 p53 的基因产物，从而导致癌症。这些 p53 变体可以调节数百个基因和蛋白质。
结论是，尽管网络中的节点是一个蛋白质，但同一蛋白质可以具有多个具有许多构象的基因产物。同一蛋白质的每个节点在序列上可能略有不同，具有不同的三维结构。这些差异允许一个节点在不同的时间与数百个伙伴结合并执行许多重要的生物学功能。[1]
网络方法
[edit | edit source]网络方法有助于确定蛋白质结构中已知位置的特定氨基酸的作用。网络通过将系统分解为一系列链接来简化复杂系统行为。链接代表蛋白质分子中氨基酸的相邻位置。由于蛋白质以这种方式连接，并且蛋白质结构网络仅通过其他几个氨基酸元素相互连接，因此我们可以确定折叠概率。具有更密集的蛋白质结构网络的蛋白质更容易折叠，并且随着蛋白质结构变得更紧凑，折叠概率会增加。
网络方法也可以应用于预测蛋白质的活性中心。活性中心是蛋白质片段，在其相应的蛋白质显示的酶功能的催化反应中起关键作用。科学家已经使用远程网络拓扑结构创建了网络骨架，从中他们可以仅研究对整个蛋白质的信息流至关重要的侧链。网络分析表明，活性中心在蛋白质结构网络中占据中心位置，通常具有许多邻居，在其邻域中给出独特的链接，整合整个网络的通信，不参与普通残基的浪费行为，并收集和协调网络中的大部分能量。[2]
术语
[edit | edit source]- 热点 - 蛋白质结合位点的必需氨基酸沉积物，具有特别高的结合自由能。可以聚集形成密集的“热点区域”。
- 活性中心 - 蛋白质片段，在其相应的蛋白质显示的酶功能的催化反应中起关键作用。
- 结合位点 - 位于结合界面处的氨基酸侧链。
- 中心残基 - 除了结合位点和命中点之外，还包含催化残基（活性中心）。
- 创造性元素：所有网络元素中最不专业和最优秀的，可以远离网络的其余部分独立生存。这就是它们不断改变联系的原因。它们必须连接到彼此之间没有直接连接的元素，这样它们就不会产生可能导致永久变化的大量累积紊乱。
.[2]