蛋白质相互作用网络(protein-interaction network)
蛋白质几乎从不单打独斗。在细胞内部,它们不断地彼此接触、抓握、松开——组装成机器、手把手地传递信号、彼此开启和关闭。如果你给每个蛋白画一个点,再在任意两个发生物理相互作用的蛋白之间连一条线,你会得到一张铺展开来的网。这张“谁碰谁”的地图就是蛋白质相互作用网络,而一个生物体完整的这套网络有时被称为它的相互作用组(interactome)。
这样一张网络是一个图:节点是蛋白,边是物理相互作用,常用酵母双杂交(yeast two-hybrid)之类的方法、或把一个蛋白从细胞里拉出来再用质谱鉴定它身上附着的伙伴来发现。这些网络的形状并不是随机的。少数蛋白——称为枢纽(hub)——与非常多的伙伴相互作用,坐在这张网的核心,而大多数蛋白只有寥寥几个连接。一群彼此密集相连的蛋白往往在共同完成同一项任务——一台分子机器或一条通路——所以网络本身的拓扑结构就承载着生物学意义。
这些网络之所以重要,是因为它们通过“相伴关系”揭示功能:一个性质不明的蛋白若主要与 DNA 修复蛋白相互作用,那它多半也参与 DNA 修复;而扰动一个枢纽往往比扰动一个外围蛋白破坏性大得多,这有助于解释为什么有些突变致死、有些则被容忍。不过诚实的告诫很尖锐。一条边通常意味着“这两个能够相互作用”,而不是“它们就在这个细胞、这个时刻、这个地点这样做了”——许多被测到的相互作用是可能性,而非正在发生的事件。数据也不完整、有噪音,既会漏掉真实的相互作用、也会混入假的,所以一份已发表的相互作用组是一张有用的草图,而不是一张画完的电路图。
如果在相互作用网络里,一个尚未研究的蛋白被发现与一群已知的细胞分裂蛋白紧密相连,那么它所在的这片“邻里”就强烈暗示它在细胞分裂中也有职责——这是一条待检验的线索,而不是结论。
在相互作用网络中,一个蛋白的邻居暗示着它的职责——是线索,而非定论。
一条边通常意味着两个蛋白能够相互作用,而不是它们在某个细胞、某个时刻真的这样做了。相互作用数据集不完整且有噪音,既漏掉真实连接、也混入假连接。