[논문 리뷰] dbMPIKT: A web resource for the kinetic and thermodynamic database of mutant protein interactions

Quanya Liu, Peng Chen외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 08. 06.

Bioinformatics and Genomic Networks참고 문헌 1인용 수 7

한 줄 요약

dbMPIKT는 5,291개의 단백질 상호작용 돌연변이에 대한 동역학적 및 열역학적 데이터를 종합한 무료로 이용 가능한 웹 기반 데이터베이스로, 문헌 및 기존 데이터베이스 자료를 통합하여 제작되었다. 이는 돌연변이 유형, 원천 및 네트워크 맵핑을 통해 단백질-단백질 상호작용(PPIs)에 대한 돌연변이 영향을 체계적으로 분석할 수 있도록 하여 PPI 연구를 발전시킨다.

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

연구 동기 및 목표

• 최신 기술 및 종합적인 데이터베이스의 부족을 보완한다.
• 최근 문헌 및 기존 데이터베이스에서 단백질-단백질 상호작용(PPIs)에 대한 동역학적 및 열역학적 데이터를 통합한다.
• 연구자들이 PPI에 대한 돌연변이 영향을 연구할 수 있도록 중심화되고 무료로 접근 가능한 플랫폼을 제공한다.
• 돌연변이 유형, 위치 및 상호작용 네트워크 영향을 체계적으로 분석할 수 있도록 한다.
• 정량적 데이터 집약을 통해 단백질 상호작용 메커니즘에 대한 이해를 향상시킨다.

제안 방법

• 출판된 문헌과 이전 데이터베이스에서 단백질 상호작용 돌연변이에 대한 실험 데이터를 체계적으로 수집하고 통합한다.
• 결합 친화도(Kd), 친화도 상승/해리 속도(kon/koff), 자유 에너지 변화(ΔG)와 같은 동역학적 및 열역학적 매개변수를 수집한다.
• 예를 들어 점액돌연변이 등 돌연변이 유형, 위치 및 단백질 쌍 원천에 따라 분류한다.
• 단백질 쌍 간의 상호작용 패턴과 돌연변이 영향을 시각화하기 위해 네트워크 맵을 구축한다.
• 데이터 검색, 시각화 및 다운로드를 위한 웹 기반 인터페이스를 구현한다.
• 원본 자료와의 교차 검증을 통해 수작업 쿠리에이션을 통해 데이터 품질을 확보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 실험적으로 특성화된 단백질 상호작용 돌연변이에서 돌연변이 유형과 위치의 분포는 어떻게 되는가?
• RQ2 특정 돌연변이가 단백질-단백질 상호작용의 동역학적 및 열역학적 매개변수에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ3 돌연변이 상호작용 연구에서 가장 자주 다뤄지는 단백질 쌍은 무엇인가?
• RQ4 네트워크 기반 분석을 통해 돌연변이 단백질 상호작용에서 구조적 또는 기능적 패턴을 밝힐 수 있는가?
• RQ5 최근 데이터 통합이 이전의 정적 자원에 비해 PPI 데이터베이스의 유용성을 어떻게 향상시키는가?

주요 결과

• dbMPIKT는 최근 문헌과 기존 데이터베이스에서 5,291개의 실험적으로 특성화된 단백질 상호작용 돌연변이를 종합하였다.
• 각 돌연변이 상호작용에 대해 Kd, kon, koff, ΔG와 같은 동역학적 및 열역학적 매개변수를 포함한다.
• 돌연변이 유형, 위치 및 원천에 따라 체계적으로 분류되어 비교 분석이 가능하다.
• 네트워크 맵 구축을 통해 단백질 복합체 내에서 반복되는 상호작용 패턴과 잠재적 기능적 핫스팟을 밝혀냈다.
• PPI 연구를 위한 중심화되고 최신화된, 무료로 접근 가능한 자원을 제공한다.
• 최근 3년 간의 데이터 통합을 통해 이전 데이터베이스에 비해 관련성과 정확도가 향상되었다.