相互作用蛋白质组学 (Interaction proteomics),或称为蛋白质相互作用组学 (Protein-protein Interactomics)、互作蛋白质组学,蛋白质互作组学。
蛋白质–蛋白质相互作用在生物过程中起着关键作用,是协调活细胞内多种功能不可或缺的基础。
除了酵母菌(S. cerevisiae)的相互作用组的研究较多之外,相互作用组远未完成。
尤其是在许多信号传导和调控通路中,瞬时且低亲和力的蛋白复合物的形成至关重要。这些通路对蛋白质之间的动态结合与解离有着高度依赖,因此对相互作用的亲和力有特定的要求。
绘制和表征这些瞬时相互作用网络仍面临巨大挑战,
这是因为瞬时蛋白–蛋白相互作用本质上具有动态特性,以便能够快速响应不同刺激和环境变化。
按原理分类
- 亲和纯化质谱(AP-MS) #236
- 交联质谱 (Crosslinking MS) #293
- CF-MS
- 邻近标记 (Proximity labeling) #240
- Genetically encoded photo-crosslinking #237
- Proximity‐triggered protein crosslinking #238
- Ligand-Directed chemistry #239
- 配体导向交联(Ligand-directed crosslinking) #241
- TPCA
按分析物分类
靶向型方法,分析目标蛋白的相互作用(Interactome of POI):
- Ligand identification
- Receptor identification
- PTM interactions
非靶向/全局型方法
非质谱方法
酵母双杂交(Y2H)适合于探索两个蛋白质之间的二元相互作用。
MAPPIT
相互作用组的生物信息学方法
相互作用组学的生物信息学方法 (Bioinformatics for interactomics) #292
蛋白质相互作用网络分析 (Protein interaction network analysis) #308
Studied interactomes
Link: Protein interactome
挑战
Kiemer和Cesareni对领域(大约2007年)的状况,特别是比较相互作用组学提出了以下担忧^[10.1016/j.tibtech.2007.08.002]:与该领域相关的实验程序容易出错,导致“noisy results”。这导致所有报告的相互作用中有30%是假阳性。实际上,两个使用相同技术对同一生物体进行研究的团队发现的相互作用不到30%是共同的。然而,一些作者认为这种不可复制性是由于各种方法对小的实验变化的非凡敏感性造成的。例如,在酵母双杂交实验中,即使在相同的条件下,使用不同的酵母双杂交载体也会导致非常不同的相互作用^[10.1038/nmeth0910-667]。
与稳定的基因组相比,相互作用组可能在不同的组织、细胞类型和发育阶段之间有所不同。
在远缘物种中匹配进化相关的蛋白质是困难的。虽然相对容易找到同源的DNA序列,但预测同源相互作用(“同源互作蛋白”)要困难得多,因为两个相互作用蛋白质的同源物不一定需要相互作用。例如,即使在蛋白质组内,两个蛋白质可能相互作用,但它们的旁系同源物可能不会。
- 动态解析:Dynamic interactomics
大规模研究 Proteome-wide/Large-scale PPI analysis
尽管有众多方法可以研究PPI,但用于大规模绘制整个相互作用组的方法相对较少。
Extracellular PPIs
大多数适用于可溶性蛋白质分析的方法对膜蛋白质的分析效果很差,包括Y2H和AP-MS技术。