6.2 : Protein-Protein Interfaces

חלבונים רבים יוצרים קומפלקסים כדי לבצע את תפקידיהם, מה שהופך אינטראקציות חלבון-חלבון (PPIs) חיוניות להישרדות האורגניזם. רוב ה-PPIs מיוצבים על ידי כוחות כימיים לא קוולנטיים חלשים רבים. הצורה הפיזית של הממשקים קובעת את האופן שבו שני חלבונים מתקשרים. לחלבונים כדוריים רבים יש צורות תואמות מאוד על פני השטח שלהם, אשר יוצרים מספר רב של קשרים חלשים. בנוסף, PPIs רבים מתרחשים בין שני סלילים או בין משטח שסוע לבין שרשרת או חוט פוליפפטידים.

שיטות חישוביות וביוכימיות שונות משמשות לחקר ממשקי חלבונים. ניתן להשתמש בשיטות מעבדה, כגון טיהור אהדה, ספקטרומטריית מסות ומיקרו-מערכים של חלבונים, כדי לזהות אינטראקציות חדשות. קו-אימונומשקעים של חלבונים ובדיקות סקר דו-היברידיות של שמרים נמצאים בשימוש נרחב כדי לספק ראיות לאינטראקציה בין שני חלבונים במבחנה. תוכנות מחשב יכולות לחזות PPIs בהתבסס על אינטראקציות דומות הנמצאות בחלבונים אחרים על ידי השוואת רצפי חלבונים ומבנים תלת-ממדיים. גישות חישוביות אחרות, כגון פרופיל פילוגנטי, מנבאות PPIs בהתבסס על קו-אבולוציה של שותפים מחייבים. בנוסף, ניתוח איחוי גנים משמש לחיזוי שותפים לאינטראקציה על ידי מציאת זוגות חלבונים המאוחים בגנום של אורגניזמים אחרים.

חלבונים בדרך כלל מתקשרים עם שותפים מרובים באותו זמן או בזמנים שונים, והם עשויים להכיל יותר מממשק אינטראקציה אחד. חלבונים רבים יוצרים קומפלקסים גדולים המבצעים פונקציות ספציפיות שיכולות להתבצע רק על ידי המכלול השלם. במקרים מסוימים, אינטראקציות חלבון אלה מוסדרות; כלומר, חלבון עשוי לקיים אינטראקציה עם שותפים שונים בהתבסס על הצרכים התאיים. ניתוחים חישוביים וסטטיסטיים נוספים ממיינים אינטראקציות כאלה לרשתות, אשר נאצרות במסדי נתונים אינטראקטיביים מקוונים. מסדי נתונים אלה הניתנים לחיפוש מאפשרים למשתמשים לחקור אינטראקציות חלבונים ספציפיות, כמו גם לתכנן תרופות שיכולות לשפר או לשבש אינטראקציות בממשק.