التنبؤ الحسابي لتفضيلات الأحماض الأمينية لمجالات ربط الببتيد متعددة الأنواع المحتملة المشاركة في تفاعلات البروتين والبروتين

Summary

وصفنا منهجية تعتمد على تنويع التسلسل لتقدير تفضيلات الأحماض الأمينية لمواقع الارتباط متعددة الأنواع في تفاعلات البروتين والبروتين (PPIs). في هذه الاستراتيجية ، يتم إنشاء الآلاف من روابط الببتيد المحتملة وفحصها في السيليكو ، وبالتالي التغلب على بعض القيود المفروضة على الطرق التجريبية المتاحة.

Abstract

تتضمن العديد من تفاعلات البروتين والبروتين ارتباط شرائح البروتين القصيرة بمجالات ربط الببتيد. عادة ، تتطلب مثل هذه التفاعلات التعرف على الزخارف الخطية مع الحفظ المتغير. غالبا ما يساهم الجمع بين المناطق المحفوظة للغاية والأكثر تنوعا في نفس الروابط في تعدد أنواع الارتباط ، وهي خاصية مشتركة للإنزيمات وبروتينات إشارات الخلايا. يعد توصيف تفضيلات الأحماض الأمينية لمجالات ربط الببتيد أمرا مهما لتصميم وسطاء تفاعلات البروتين والبروتين (PPIs). تعد الطرق الحسابية بديلا فعالا للتقنيات التجريبية المكلفة والمرهقة في كثير من الأحيان ، مما يتيح تصميم وسطاء محتملين يمكن التحقق من صحتها لاحقا في التجارب النهائية. هنا ، وصفنا منهجية باستخدام تطبيق Pepspec لحزمة النمذجة الجزيئية Rosetta للتنبؤ بتفضيلات الأحماض الأمينية لمجالات ربط الببتيد. هذه المنهجية مفيدة عندما تكون بنية بروتين المستقبل وطبيعة ليجند الببتيد معروفة أو يمكن الاستدلال عليها. تبدأ المنهجية بمرساة مميزة جيدا من الليجند ، والتي يتم تمديدها عن طريق إضافة بقايا الأحماض الأمينية بشكل عشوائي. ثم يتم تقييم تقارب الربط للببتيدات المتولدة بهذه الطريقة عن طريق إرساء الببتيد العمود الفقري المرن من أجل اختيار الببتيدات ذات أفضل درجات الربط المتوقعة. ثم تستخدم هذه الببتيدات لحساب تفضيلات الأحماض الأمينية ولحساب مصفوفة وزن الموضع (PWM) التي يمكن استخدامها في مزيد من الدراسات اختياريا. لتوضيح تطبيق هذه المنهجية ، استخدمنا التفاعل بين الوحدات الفرعية للعامل التنظيمي للإنترفيرون البشري 5 (IRF5) ، المعروف سابقا بأنه متعدد الأنواع ولكنه يسترشد عالميا بفكرة قصيرة محفوظة تسمى pLxIS. كانت تفضيلات الأحماض الأمينية المقدرة متوافقة مع المعرفة السابقة حول سطح ربط IRF5. أظهرت المواضع التي تشغلها بقايا سيرين القابلة للفسفورية تواترا عاليا من الأسبارتات والغلوتامات ، على الأرجح لأن سلاسلها الجانبية سالبة الشحنة تشبه الفوسفوسيرين.

Introduction

غالبا ما يتضمن التفاعل بين بروتينين ربط أجزاء قصيرة من الأحماض الأمينية بمجالات ربط الببتيد ، تشبه واجهات البروتين والببتيد. غالبا ما تتمتع بروتينات المستقبلات المشاركة في مثل هذه التفاعلات بين البروتين والبروتين (PPI) بالقدرة على التعرف على مجموعة معينة من تسلسلات الرباط المتداخلة ولكن المتباينة ، وهي خاصية تعرف باسم تعدد الأنواع ^1,2. يعد التعرف متعدد الأنواع سمة من سمات العديد من البروتينات الخلوية ، ولكنه ملحوظ بشكل خاص في الإنزيمات وبروتينات إشارات الخلية³. غالبا ما تحتوي البروتينات التي تتفاعل مع مواقع الارتباط متعددة الأنواع على مزيج من المناطق ال....

Protocol

1. التحضير الأولي لواجهة البروتين الببتيد

1. تحميل هيكل مجمع البروتين البروتين
   1. انتقل إلى الصفحة الرئيسية لبنك بيانات البروتين (PDB) (https://www.rcsb.org/) واكتب معرف PDB لهيكل مركب البروتين والبروتين في مربع البحث الرئيسي (الشكل 2A). معرف PDB لهيكل IRF5 dimer ، المستخدم كمثال في هذا العمل ، هو 3DSH¹⁹.
   2. في الصفحة الرئيسية للهيكل المطلوب ، انقر فوق تنزيل الملفات (الشكل 2 ب) ثم على التجميع البيولوجي 1 (PDB - gz) (الشكل 2C).
      ملاحظة: في قاعدة بيانات ....

النتائج

في هذه المقالة ، وصفنا بروتوكولا للتنبؤ بتفضيلات الأحماض الأمينية لسطح الربط ل IRF5 ، وهو عضو في عائلة من عوامل النسخ المعروفة باسم العوامل التنظيمية للإنترفيرون البشري. هذه البروتينات هي منظمات للاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية وتشارك في تمايز وتنشيط العديد من الخ?.......

Discussion

تصف هذه المقالة بروتوكولا لتقدير تفضيلات الأحماض الأمينية لمواقع الربط متعددة الأنواع المحتملة بناء على تنويع تسلسل السيليكو. تم تطوير عدد قليل من الأدوات الحسابية لتقدير تفضيلات الأحماض الأمينية لواجهات البروتين والببتيد^14،25،

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
BUDE Alanine Scan Server	University of Edinburgh	https://pragmaticproteindesign.bio.ed.ac.uk/balas/	doi: 10.1021/acschembio.9b00560
Rosetta Modeling Software	Rosetta Commons	https://www.rosettacommons.org/software	doi: 10.1002/prot.22851
UCSF Chimera	University of California San Francisco	https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/	doi: 10.1002/jcc.20084