Proteinske mreže pod nadzorom

Znanstvenici stvaraju kvalitetnu studiju o interakcijama s ljudskim proteinima

Prikazani je mali dio molekularne mreže ljudskih proteina (ljubičaste točkice) koji međusobno djeluju. Interakcije proteina u svrhu ispunjavanja njihovih različitih bioloških zadataka označene su plavim linijama. © MPI za računalne znanosti
čitati naglas

Proteini su uključeni u gotovo sve životne procese u stanici. Često ih stotine rade zajedno kako bi dovršili mnoge biološke zadatke. Oni formiraju molekularne strojeve koji, na primjer, prevoze tvari, prenose signale, ubrzavaju biokemijske procese ili uklanjaju patogene. Da bismo razumjeli ove procese u stanici, potrebno je poznavati mrežu proteina i njihovu međusobnu interakciju. Znanstvenici su zbog toga sada podvrgli nekoliko globalno dostupnih skupova podataka interakcija s proteinima.

{1l}

Njihov je cilj bio utvrditi pouzdanost podataka o interakciji. Samo se uistinu pouzdane interakcije koje se zapravo događaju u stanici trebaju koristiti za daljnja biološka i medicinska istraživanja. Razumijevanje interakcije između ljudskih proteina može igrati važnu ulogu u potrazi za novim pristupima liječenju bolesti, tvrde istraživači iz Instituta Max Planck za informatiku u trenutnom broju časopisa Proteomics.

Uskoro nove terapije i lijekovi protiv virusa?

Procjenjuje se da ukupna interakcija proteina, nazvana interakktom, iznosi između 300 000 i 400 000, od čega je tek nešto više od deset posto eksperimentalno. Prekidi interakcije između proteina i pridruženi poremećaji staničnih procesa mogu dovesti do pojave različitih bolesti. Stručnjaci se stoga nadaju da će rasvjetljavanje svih interakcija proteina i detaljna analiza ljudskog interakkta pružiti nove pristupe u liječenju mnogih bolesti.

{2r} zaslon

Primjer za to su infekcije virusima poput virusa HI koji uzrokuje AIDS ili virusa hepatitisa C. Ovdje je od posebne važnosti utvrditi interakciju između virusnih i ljudskih proteina kako bi se bolje razumjeli molekularni mehanizmi infekcije i tako razvili novi načini liječenja i lijekova protiv virusa.

U laboratoriju postoji nekoliko eksperimentalnih tehnika za određivanje interakcije između proteina. Međutim, budući da su eksperimenti dugotrajni i dugotrajni, izračunate su i računalne metode za predviđanje interakcija proteina. Međutim, ni eksperimentalne, ni računalno potpomognute metode još uvijek nisu sazrele u potpunosti. S jedne strane, mnoge interakcije s proteinima još uvijek nisu otkrivene, s druge strane, neke od opisanih interakcija su artefakti koji se ne javljaju u stvarnosti. Stoga je potrebna detaljna analiza podataka o interakciji i njihove pouzdanosti kako bi se mogli koristiti u biološkom i medicinskom istraživanju.

Ispitano je nekoliko skupova podataka

U opsežnoj komparativnoj studiji, istraživačka skupina Mario Albrecht iz odjela za bioinformatiku Thomasa Lengauera na Institutu Max Planck za informatiku istražila je nekoliko globalno dostupnih skupova podataka o interakcijama između ljudskih proteina koji su predviđani različitim metodama ili eksperimentalno određeno. Analiza je uključila nekoliko aspekata strukture i funkcija proteina, te pokazala, između ostalog, da mnoge interakcije postoje samo u jednom skupu podataka.

"To pripisujemo činjenici da različite metode pokrivaju različite dijelove čitavog ljudskog interaktora", objašnjava bioinformatičar Fidel Ram rez, koji je uključen u istraživački projekt. U ostalim su slučajevima određene interakcije predviđale više metoda istovremeno, što pojedinu interakciju čini vjerodostojnijom. Međutim, udio ovih pouzdanih interakcija u ukupnoj količini dostupnih proteina do danas je još uvijek mali.

Analiza molekularne funkcije

Drugi je korak bila analiza molekularne funkcije proteina uključenih u interakcije, jer interakcije proteina obično služe svrhu obavljanja zajedničkog zadatka. Uz pomoć mjere funkcionalne sličnosti koju je razvio Andreas Schlicker s Instituta Max Planck, može se vidjeti u interakcijama s poznatom visokom pouzdanošću da i ti proteini imaju visok stupanj funkcionalne sličnosti. Na temelju već poznatih funkcija proteina može se preokrenuti zaključak da je pronađena interakcija između dva proteina funkcionalno značajna i da se ona vjerojatno odvija u živoj stanici - ili je li interakcija tehnička Pripisana je pogreška primijenjene metode.

„Naša kvalitetna studija o interakcijama s ljudskim proteinima pomaže filtrirati dostupne eksperimentalne i predviđene podatke o interakcijama kako bi se koristili samo istinski pouzdani podaci u kasnijim biološkim i medicinskim istraživanjima. Kao rezultat, šanse za uspjeh eksperimenata na molekularnim uzrocima mnogih bolesti mogu se značajno poboljšati ", rezimira Albrecht.

(idw - MPG, 09.08.2007. - DLO)