通过直接耦合分析同时识别特异性相互作用的旁系同源物及蛋白间接触

理解蛋白质-蛋白质相互作用对于我们理解几乎所有复杂生物过程至关重要。迫切需要利用快速增长基因组数据库的计算工具来表征蛋白质-蛋白质相互作用。此类方法应连接多个尺度：从同源蛋白家族间进化保守的相互作用，到物种内存在多个旁系同源物时特异性相互作用蛋白的识别，再细化到预测跨相互作用界面的物理接触残基。检测残基-残基共进化的统计推断方法最近在利用序列数据进行四级蛋白质结构预测方面引发了显著进展；然而，它们需要已知相互作用的同源蛋白对的大型联合比对。生成此类比对本身就是一个复杂的计算任务；共进化建模的应用因此被限制于无旁系同源物的蛋白质，或相应编码基因共定位于操纵子中的细菌系统。在此我们展示，残基共进化的直接耦合分析可以扩展以连接不同尺度，并同时在多蛋白系统中匹配相互作用的旁系同源物、识别蛋白间残基-残基接触以及区分相互作用与非相互作用家族。我们的结果将共进化分析的潜在应用扩展到远超迄今可处理案例的范围。