蛋白质-蛋白质相互作用

蛋白质可促进细胞中的大多数生物过程。包括基因表达、细胞生长、增殖、营养摄取、形态、运动、细胞间通信和细胞凋亡。

蛋白质表达是一种对各种刺激做出反应的动态过程。在一些任务中，特定蛋白质可能并不总是表达或激活。细胞的蛋白质表达也各有不同，这可能会使在适当的生物学背景下研究蛋白质功能变得复杂。然而，通过仔细的调查和分析，这些挑战是可以克服的。

在 20 世纪 90 年代末之前，蛋白质功能分析主要关注单个蛋白质。然而，大多数蛋白质必须与其他蛋白质相互作用才能发挥功能，因此应在蛋白质-蛋白质相互作用的背景下进行蛋白质研究。由于人类基因组的发布和蛋白质组学的发展，了解蛋白质相互作用和识别生物网络以了解其在细胞内的功能变得至关重要。

蛋白质相互作用的主要类型包括：

• 蛋白质-配体相互作用
• 蛋白质-DNA 相互作用
• 蛋白质-蛋白质相互作用 (PPIs)

在蛋白质-蛋白质相互作用中，蛋白质间相互作用，从而在细胞中执行特定功能。

由于几乎所有生物过程都涉及一种或多种 PPIs，因此研究这些相互作用有助于我们了解这些过程中的分子机制相互作用，包括： 

细胞信号传递

许多生物过程，如细胞生长、分化和凋亡，都是由复杂的信号网络调控的，其中包括蛋白质-蛋白质相互作用。通过研究这些相互作用，研究人员可以了解癌症等疾病中的信号传递通路，并开发出可阻断或调节这些通路的靶向疗法。

酶活性

酶通常与其他蛋白质以复合物的形式发挥作用，其中蛋白质-蛋白相互作用对于催化活性至关重要。了解这些相互作用有助于理解酶调控、底物特异性和代谢通路，从而有助于药物发现和代谢工程。

基因调控

转录因子和调控蛋白通常形成复合物来控制基因表达。研究参与基因调控的蛋白质-蛋白质相互作用可以发现参与转录控制的关键因子，并且可以深入了解与基因表达失调相关的疾病（如糖尿病和神经退行性疾病）。

蛋白质运输和定位

蛋白质-蛋白质相互作用可控制细胞内蛋白质运输和细胞内蛋白质定位。通过破译这些相互作用，研究人员可以发现细胞器靶向、囊泡运输和蛋白质分选的机制，这对于细胞稳态和功能至关重要。

结构生物学

蛋白质-蛋白质相互作用有助于具有特定结构和功能的大分子复合物的组装。使用 X射线晶体学和冷冻电镜等技术，可以确定这些复合物的结构。通过这些分析，可从原子层面深入了解其作用机制，并且有助于合理的药物设计。

疾病机制

蛋白质-蛋白质相互作用的失调与许多疾病（包括神经退行性疾病，自身免疫性疾病和传染病）有关。通过研究这些相互作用，研究人员可以确定潜在的治疗靶点，并开发出可阻断有害相互作用或稳定有益相互作用的药物。

蛋白质-蛋白质相互作用可通过几种实验技术进行研究，而每种技术都有其独特优势和局限性。这些研究提供的见解取决于所选的分析方法。 

一些（但不是全部）最广泛使用的 PPI 分析方法包括：

Malvern Panalytical 仪器已用于数项 PPIs 分析研究。以下为一些示例： 

植物膜受体激酶

通过 WAVE 分子互作仪的光栅耦合干涉技术 (GCI) 探索几种植物受体与其配体之间的结合，以及共受体 (SERK3) 的作用。各个受体与其各自配体的结合亲和力有显著差异，SERK3 胞外结构域与配体相关受体结合的结合动力学是相似的。 

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细胞因子及其模拟物

通过 WAVE 的 GCI 技术分析与细胞表面受体合成的‘受体模拟物’的相互作用，这些受体模拟物通常是药物靶点。 

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电压门控钙通道 (Ca_v) 相互作用

MicroCal 等温滴定量热法 (ITC) 表明，改变蛋白质的主链可改变电压门控钙通道中的蛋白-蛋白相互作用。 

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蛋白-蛋白相互作用的肽抑制剂 (ITC)

本文回顾了 ITC 等技术用于研究抑制蛋白-蛋白相互作用的受限肽的特性。 

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