残基协同进化的直接耦合分析捕捉多个蛋白质家族的天然接触
定量方法
2012-02-09 v2 统计力学
生物大分子
摘要
同源蛋白质三维结构的相似性对其序列变异性施加了强约束。长期以来人们认为，可以利用不同序列位置氨基酸组成之间由此产生的相关性来推断三级蛋白质结构内的空间接触。这一推断的关键在于区分直接相关和间接相关的能力，正如最近引入的直接耦合分析（DCA）（Weigt 等人 (2009) Proc Natl Acad Sci 106:67）所实现的那样。在此，我们开发了一种计算高效的 DCA 实现方法，使我们能够仅基于序列信息评估 DCA 对大量蛋白质结构域接触预测的准确性。结果表明，DCA 能产生大量正确预测的接触，重现了所检查的大多数蛋白质结构域接触图的全局结构。此外，我们的分析捕捉到了超出结构域内残基接触的清晰信号，这些信号源于例如蛋白质构象的变体、配体介导的残基耦合以及蛋白质寡聚体中的结构域间相互作用。我们的发现表明，只要存在大量同源序列（由于基因组测序的进步，这些序列正迅速可用），DCA 预测的接触就可作为可靠指南，用于促进蛋白质构象变体的计算预测、蛋白质复合物形成，甚至蛋白质结构域的从头预测。
引用
@article{arxiv.1110.5223,
title = {Direct-coupling analysis of residue co-evolution captures native contacts across many protein families},
author = {Faruck Morcos and Andrea Pagnani and Bryan Lunt and Arianna Bertolino and Debora S. Marks and Chris Sander and Riccardo Zecchina and Jose' N. Onuchic and Terence Hwa and Martin Weigt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.5223},
year = {2012}
}
备注
28 pages, 7 figures, to appear in PNAS