タンパク質−タンパク質境界面のアラニンスキャニングコンピュータ解析

Sci. STKE, Vol. 2004, Issue 219, pp. pl2, 10 February 2004
[DOI: 10.1126/stke.2192004pl2]

Tanja Kortemme1,2*, David E. Kim2, and David Baker2*

1Department of Biopharmaceutical Sciences and California Institute for Quantitative Biomedical Research, University of California San Francisco, CA 94107, USA.
2Howard Hughes Medical Institute and Department of Biochemistry, University of Washington, Box 357350, Seattle, WA 98195, USA.
*Corresponding authors. Telephone, +1-206-543-1295; fax +1-206-685-1792; e-mail, dabaker@u.washington.edu (D.B.); e-mail, kortemme@u.washington.edu (T. K.)

要約 : タンパク質−タンパク質相互作用はすべてのシグナル伝達過程の鍵となる要素であるため、これらの相互作用を変化させる手法は、シグナル伝達のネットワークにおける機能の関連を解析する重要な手段となる見込みがある。我々は、タンパク質−タンパク質境界面でエネルギー的に重要なアミノ酸残基を予測する迅速なコンピュータ解析法を開発し（http://robetta.bakerlab.org/alaninescanで入手可能）、Peter Kollmanにならって「アラニンスキャニングコンピュータ解析」と名付けた。入力データはタンパク質−タンパク質複合体の3次元構造からなり、出力データは「ホットスポット」、すなわちアラニンに変異させた場合に境界面が顕著に不安定化するアミノ酸側鎖のリストであり、これは実験的なアラニン置換法の結果と類似するものである。タンパク質−タンパク質複合体19例における変異233例を試したところ、ホットスポットの79%と中性残基の68%が正しく予測された。境界面1つにつき数分で分析が可能である。このコンピュータ解析法は、新規の特異性および活性を有するタンパク質境界面の設計に成功したことから有効性が確認されており、生体系における受容体の特異性および交叉性に新たな洞察をもたらした。