Qu'est-ce qu'une interaction protéine-protéine?

Fondamentalement, toute protéine qui exerce une action, un effet ou une influence quelconque sur une autre protéine interagit avec cette dernière. Cependant, dans le domaine des sciences de la vie, le terme d'interaction protéine-protéine (IPP) est utilisé de manière plus spécifique :

  • Elle doit impliquer un contact physique direct, généralement dans une position et une orientation spécifiques (amarrage moléculaire), et former un complexe protéique, permanent ou transitoire.
  • Elle doit être non aléatoire, excluant ainsi toutes les protéines qui peuvent se heurter les unes aux autres par hasard.
  • Elle ne doit pas être générique, mais spécifique qui diffère des fonctions telles que la production et la dégradation des protéines (De las Rivas and Fontanillo 2009).

Types d'interactions protéine-protéine

Les interactions protéine-protéine peuvent être classées de plusieurs façons (selon Acuner-Ozbabacan et al. 2011): 

  • En fonction de l'affinité, elles peuvent être classées en interactions obligatoires (dans le cas où une ou plusieurs des protéines sont instables in vivo, à moins qu'elles n'interagissent et forment un complexe protéique spécifique) et non obligatoires (dans le cas où les protéines peuvent exister indépendamment).
  • Les interactions non obligatoires peuvent être classées en fonction de la stabilité du complexe qu'elles forment, comme permanentes ou transitoires, et les interactions transitoires comme faibles ou fortes.
  • Comme la plupart des interactions obligatoires sont permanentes et la plupart des interactions non obligatoires sont transitoires, les termes "obligatoire" et "permanent" sont parfois utilisés de manière interchangeable dans la littérature.

La majorité des processus cellulaires sont régulés par les IPP transitoires, et une grande partie de la recherche sur les IPP se concentre donc sur ce type d'interaction.

Méthodes disponibles pour étudier les interactions protéine-protéine

Il existe des dizaines de méthodes pour étudier la PPI, et chacune présente plusieurs avantages et inconvénients, par exemple

  • en ce qui concerne le type d'interactions qu'elles peuvent détecter
  • en ce qui concerne le type de protéines avec lesquelles elles peuvent être utilisées
  • le nombre de faux positifs et de faux négatifs qu'ils produisent
  • l'instrumentation nécessaire, etc.

En raison du grand nombre de faux positifs et négatifs que la plupart des méthodes produisent, il est généralement nécessaire de confirmer chaque interaction en utilisant 2 ou 3 méthodes différentes.

La plupart des méthodes appartiennent à l'un des trois groupes de méthodes suivants : in silico, in vitro et in vivo. (Srinivasa Rao et al. 2013):

Les méthodes in silico utilisent des modèles informatiques pour prédire les interactions protéine-protéine. Elles comprennent des approches basées sur les séquences, sur les structures, la proximité des chromosomes, la fusion des gènes, l'hybride in silico 2, l'arbre miroir, l'arbre phylogénétique et les approches basées sur l'expression des gènes.

Les méthodes in vitro sont réalisées dans un environnement contrôlé à l'extérieur d'un organisme vivant. Les méthodes in vitro, utilisées pour la détection des IPP, comprennent la purification par affinité en tandem, la chromatographie d'affinité, la coimmunoprécipitation, les réseaux de protéines, la complémentation des fragments de protéines, l'affichage des phages, la cristallographie aux rayons X et la spectroscopie RMN. Dans certains d'entre eux (par exemple, la coimmunoprécipitation), l'interaction a lieu in vivo, mais elle est fixée et détectée après la mort de la cellule ou de l'organisme, et est donc parfois qualifiée de méthode ex vivo.

Les méthodes in vivo sont réalisées dans des cellules ou des organismes vivants. Le grand avantage des méthodes in vivo est qu'elles préservent le milieu naturel dans lequel l'interaction a lieu. En outre, certaines d'entre elles, comme le FRET, sont réversibles et peuvent être utilisées pour quantifier les interactions protéine-protéine de manière dynamique, ce qui est très avantageux. Suivez le lien ci-dessous pour plus d'informations sur ce type de méthodes.

Instruments utilisés pour étudier les interactions protéine-protéine

Nombre des méthodes in vivo mentionnées ci-dessus utilisent des techniques fluorescentes ou luminescentes. Ainsi, des instruments capables de mesurer la fluorescence et/ou la luminescence sont nécessaires pour les utiliser. De nombreux instruments différents peuvent être utilisés pour ce type de mesures, notamment des lecteurs de microplaques, des microscopes à fluorescence, des systèmes d'imagerie in vivo, etc. Chaque instrument est différent en termes de performance, de flexibilité, de débit, de taille de l'échantillon et, surtout, de techniques d'étude des interactions protéine-protéine qu'il est capable d'effectuer. Suivez le lien ci-dessous pour plus d'informations sur les instruments destinés à cette application.

Instruments pour étudier le PPI

Notes d'application relatives à l'interaction protéine-protéine

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