大家好, 今天分享的是發表在science上的一篇關於遺傳相互作用圖譜輔助蛋白複合物整合結構確定的文章，題目是Genetic interaction mapping informs integrative structure determination of protein complexes，通訊作者是來自紐約大學朗格尼醫學中心的Jef D. Boeke教授，UCSF的Andrej Sali教授以及UCSF的Nevan J. Krogan教授。
確定蛋白質複合物的結構對於理解細胞功能至關重要。然而無論是對於實驗手段還是計算預測，蛋白質複合物結構的確定都是一件困難的任務。在本篇文章中，作者描述了一種依賴於遺傳相互作用的體內定量檢測的整合結構確定的方法。
遺傳相互作用報告了一個突變產生的影響如何因第二個突變的存在而改變，這已被證明可以有效鑑定在同一通路中起作用的基因或殘基組。當雙突變體比預期更健康時出現正向遺傳相互作用，反之則出現負向相互作用。表型圖譜定義為給定突變（例如點突變）和二級突變庫（例如基因缺失）之間的一系列遺傳相互作用，可以提供更多信息。點突變上位性微陣列圖譜（point mutant epistatic miniarray profile，pE-MAP）由所分析的所有突變的這種表型圖譜所組成。
作者將酵母組蛋白H3和H4中的350個突變與1370個基因缺失（或必需基因的亞同等位基因）交叉，產生了一個大的pE-MAP。作者進一步觀察到蛋白質複合物中兩個突變殘基跨越的距離與它們在pE-MAP中表型圖譜的相似性（表型相似性）之間存在統計學關聯。這一觀察結果與他們的預期——相同功能區域（例如，活性，變構和結合位點）內的突變比在空間上較遠的突變具有更為相似的表型，相符合。然後他們將表型相似性用於生成空間約束，以對H3-H4複合物結構進行整合建模。H3-H4構型的系綜是準確而且精確的，與晶體結構非常相似。這一發現表明，pE-MAP數據可用於確定整合結構。
作者通過確定兩個已知結構的複合物的結構，證明了該方法可轉移至其他複合物和其他類型的表型圖譜中（i）酵母RNA聚合酶II的亞基Rpb1和Rpb2，使用53個點突變交叉針對1200個缺失和亞等位基因的pE-MAP；（ii）細菌RNA聚合酶的RpoB和RpoC的亞基，使用44個點突變體對於83種環境壓力的化學遺傳圖譜。該模型的準確性和精確度可與基於化學交聯的模型相媲美，後者通常用於確定蛋白質複合物的結構。此外，當使用pE-MAP並將數據聯合使用時，模型的準確性和精度得到了提高，表明這些方法之間具有互補性。
本文表明，可以使用定量的遺傳相互作用圖譜來確定蛋白質複合物的結構。由於pE-MAP在活細胞中測量表型，還可以用來表徵難以分離純化的複合物或者只是短時間穩定的複合物。
本文作者：CY原文連結：https://science.sciencemag.org/content/370/6522/eaaz4910原文引用：DOI：10.1126/science.aaz4910責任編輯：LBW