固有无序蛋白与蛋白质相互作用位点残基特征分析 - 生物化学与生物 .pdf

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2014, 4 1(5): 462~471 固有无序蛋白与蛋白质相互作用位点残基特征分析* 1) 1, 2) 1, 2) 1) 1, 2)** 董川 曹赞霞 赵立岭 索振鹏 王吉华 1) 2) ( 德州学院物理与电子信息学院，德州253023； 山东省功能大分子生物物理重点实验室( 州学院) ，德州253023) 摘要 本文对固有无序蛋白(IDPs)与其他蛋白质相互作用位点残基特征进行了研究 首先在数据库中选出满足条件的 109 条 IDPs 蛋白质链及与其他配体蛋白形成的299 个IDPs- 蛋白质复合物，然后提取复合物中作为相互作用位点的IDPs- 蛋白质残 基 这109 条IDPs 链中共含有50 031 个氨基酸残基，其中处于作用位点的残基有4 822 个 通过分析发现，20 种氨基酸在 形成IDPs- 蛋白质相互作用位点残基时具有不 的倾向性，根据形成作用位点残基的倾向性，20 种氨基酸可分成三大类：倾 向型氨基酸(ILE、LEU、ARG 、PHE 、TYR 、MET、TRP)、中间型氨基酸(GLN 、GLU 、THR、LYS 、VAL 、ASP、HIS)、非 倾向型氨基酸(PRO 、SER、GLY、ALA、ASN、CYS) 研究结果还进一步表明，不 氨基酸在有序区域与无序区域形成 IDPs- 蛋白质作用位点残基的倾向性不 其中，氨基酸TRP、LEU、ILE、CYS 在有序和无序区域形成作用位点残基的差 异性尤为明显，而氨基酸GLU 、PHE 、HIS、ALA 则基本没有多大差别 对IDPs- 蛋白质相互作用位点残基理化特征进行分 析发现：疏水性强、侧链净电荷量较少、极性较小、溶剂可及性表面积较大、侧链体积较大、极化率较大的氨基酸比较倾向 于形成作用位点残基 主成分分析结果显示，残基的极化率、侧链体积和溶剂可及表面积对作用位点残基影响最大 关键词 固有无序蛋白(IDPs)，作用位点残基特征，有序区，无序区，氨基酸的理化性质 学科分类号 Q615，Q7 DOI: 10.3724/SP.J.1206.20 13.00214 蛋白质的变性理论在20 世纪二三十年代被提 态[7-8] 该类蛋白在自然界中极为丰富，并且履行 出，随后Linderstrom-Lang 提出了蛋白质的一级结 着很重要的生物学功能，通常是蛋白质相互作用网 构、二级结构、三级结构学说，在此基础上提出了 络的关键蛋白 IDPs 在分子识别、细胞周期调 [9-10] [11] 蛋白质的序列决定结构、结构决定功能的假说 随 控 、细胞信号转导 、细胞内调节等多种生理 后，这一假说得到了实验的 实 然而，20 世纪 活动中起到关键作用，细胞中多种生理活动的进行 [12] 90 年代发现 的固有无序蛋 白质(intrinsically 是通过蛋白质与其配体相互作用来实现的 ， disordered protein，IDPs)或称为天然无折叠蛋白质 IDPs- 配体的相互作用亦介导了重要的生物学功 (natively unfolded protein，NUP) 却打破了 “序列- 能 此外，IDPs 还与一些重大疾病的发生有密切 [1-2]