[論文レビュー] dbMPIKT: A web resource for the kinetic and thermodynamic database of mutant protein interactions

Quanya Liu, Peng Chen+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 6, 2017

Bioinformatics and Genomic Networks参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

dbMPIKT は、5,291 種のタンパク質相互作用突然変異体のキネティクスおよび熱力学的データを統合した、無料で利用可能なウェブデータベースであり、文献およびレガシーデータベースのデータを統合している。このデータベースは突然変異の種別、由来、ネットワークマッピングを通じて、タンパク質-タンパク質相互作用（PPIs）における突然変異の影響を体系的かつ包括的に分析可能にし、PPIの研究を前進させる。

ABSTRACT

Protein-protein interactions (PPIs) perform important roles on biological functions. Researches of mutants on protein interactions can further understand PPIs. In the past, many researchers have developed databases that stored mutants on protein interactions, which are old and not updated till now. To address the issue, we developed a kinetic and thermodynamic database of mutant protein interactions (dbMPIKT) that can be freely accessible at our website. This database contains 5291 mutants that integrated data from previous databases and data from literatures for nearly three years. Furthermore, the data were analyzed, involving mutation number, mutation type, protein pair source and network map construction. On the whole, the database provides new data to further improve the study on PPIs. Website: http://210.45.212.128/lqy/index.php

研究の動機と目的

• 突然変異タンパク質相互作用の最新で包括的なデータベースの不足を解消すること。
• 最近の文献およびレガシーデータベースからのタンパク質-タンパク質相互作用（PPIs）のキネティクスおよび熱力学的データを統合すること。
• 研究者が突然変異が PPI に与える影響を研究できる、集中管理された無料公開プラットフォームを提供すること。
• 突然変異の種別、位置、相互作用ネットワークへの影響を体系的に分析できるようにすること。
• 定量的データの集約を通じて、タンパク質相互作用のメカニズムに関する理解を向上させること。

提案手法

• 出版済みの文献および既存のデータベースから得られたタンパク質相互作用突然変異体の実験的データをキュレートおよび統合した。
• 結合親和定数（Kd）、連合・解離速度定数（kon/koff）、および自由エネルギー変化（ΔG）などのキネティクスおよび熱力学的パラメータを収集した。
• 突然変異の種別（例：点突然変異）、位置、タンパク質ペアの由来に基づいて分類した。
• タンパク質ペア間での相互作用パターンおよび突然変異の影響を可視化するためのネットワークマップを構築した。
• データ検索、可視化、ダウンロードを可能にするウェブインターフェースを実装した。
• 元の出典との照合による手動キュレーションを通じて、データの品質を確保した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実験的に特徴付けられたタンパク質相互作用突然変異体において、突然変異の種別および位置の分布はどのようになっているか？
• RQ2 特定の突然変異がタンパク質-タンパク質相互作用のキネティクスおよび熱力学的パラメータにどのように影響を与えるか？
• RQ3 突然変異相互作用研究で最も頻繁に研究対象とされているタンパク質ペアは何か？
• RQ4 ネットワークベースの解析により、突然変異タンパク質相互作用における構造的または機能的パターンが明らかになるか？
• RQ5 最近のデータの統合は、過去の静的リソースと比較して、PPI データベースの有用性をどのように向上させるか？

主な発見

• dbMPIKT は、最近の文献およびレガシーデータベースから得た 5,291 種の実験的に特徴付けられたタンパク質相互作用突然変異体を収集している。
• 各突然変異相互作用について、Kd、kon、koff、ΔG などのキネティクスおよび熱力学的パラメータが含まれている。
• 突然変異は種別、位置、由来に基づき体系的に分類されており、比較分析が可能である。
• ネットワークマップの構築により、繰り返し現れる相互作用パターンやタンパク質複合体内の機能的ホットスポットが明らかになった。
• PPI の研究に向けた集中管理された最新で無料利用可能なリソースを提供している。
• 過去 3 年間のデータ統合により、過去のデータベースよりも関連性が高く、正確性が向上している。