شبکه پروتئین

علم شبکه، به بررسی شبکه های مختلف و ساز و کار آن ها می پردازد که یکی از آن ها شبکه های زیستی است. از جمله شبکه های زیستی می توان به شبکه ی برهمکنش پروتئین - پروتئین ( Protein–protein Interaction Network ) ، اشاره کرد که در آن راس ها، پروتئین ها و یال ها تعاملات و برهمکنش های بین پروتئین ها هستند. برهم کنش میان پروتئین ها را می توان ناشی از نوع نیروهای الکتروستاتیک، پیوندهای هیدروژنی و آب گریزی دانست. [ ۱]
تعاملات بین پروتئین ها برای اکثر عملکردهای زیست شناختی مهم هستند. به عنوان مثال، سیگنال های سطح خارجی یک سلول توسط تعامل پروتئینی بین مولکولهای سیگنالی به داخل سلول هدایت می شوند[ ۱] .
این فرایند را انتقال سیگنال می نامند که نقش اساسی در بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی و در بسیاری از بیماری ها ( به عنوان مثال سرطان ) بازی می کند. یک پروتئین ممکن است در حال حمل یکی دیگر از پروتئین هاباشد. ( برای مثال، از سیتوپلاسم به هسته یا بالعکس به وسیله ایمپورتین منافذ هسته ای ) ، یا به طور خلاصه یک پروتئین ممکن است با یک پروتئین دیگر برهم کنش داشته باشد فقط برای اینکه آن را تغییر دهد ( برای مثال، پروتئین کیناز یک فسفات را به پروتئین هدف اضافه می کند ) . [ ۱]
این تغییر خود به خودی پروتئین می تواند تعامل پروتئین ها را تغییر دهد. برای مثال، برخی از پروتئین ها با دومین SH۲ فقط زمانی به پروتئین های دیگرمتصل می شوند که در آن ها اسید آمینه تیروزین فسفریله شده باشد یا اینکه اسید آمینه لایزین در برومودومین استیله شده باشد. در نتیجه، تعامل پروتئین - پروتئین برای هر فرایندی در سلول زنده از اهمیت مهمی برخوردار هستند. اطلاعات در مورد این تعاملات درک ما را از بیماری ها و تاثیرات دارویی بهبود ببخشند و می توانند پایه و اساس روش های جدید درمانی را فراهم کنند. [ ۱]
تعاملات پروتئین ها آنقدر مهم هستند که روش های بسیاری برای تشخیص آن ها وجود دارد. هر روش با توجه به حساسیت و ویژگی هایی خود دارای نقاط ضعف و قوت هستند. یکی از این روش ها ترسیم شبکه ی پروتئین ها و بررسی ویژگی های آن است.
برای بررسی و پیش بینی برهم کنش های پروتئینی از دو روش کامپیوتری و تجربی استفاده می شود که به تفضیل به آن می پردازیم.
روش تجربی[ ۲] [ ۳]
• روش بیولوژیکی  : منبع اصلی دانش موجود از فعل و انفعالات پروتئین ها از روش های بیوفیزیکی، به ویژه از روش های مبتنی بر اطلاعات ساختاری ( مانند کریستالوگرافی اشعه ایکس، طیف سنجی NMR، فلورسانس، میکروسکوپ اتمی ) به دست امده است.
• High - Throughput methods
• نمونه ای از شبکه ی پروتئین ها با استفاده از روش مخمر دو هیبریدی :پروتئین انسان ( سمت راست ) پروتئین مخمر ( سمت چپ ) مخمر دو هیبریدی ( Y2H ) یکی از روش های رایج است. سیستم Y2H تعامل دو پروتئین داده شده را با ادغام هر یک از آنها به یک دامنه اتصال رونویسی بررسی می کند. اگر کمپلکس رونویسی فعال شود، به این معنی است که پروتئین ها با هم تعامل دارند. در این شرایط یک ژن گزارشگر رونویسی می شود که محصول آن قابل تشخیص است.