¿Qué es una interacción proteína-proteína?
Básicamente, cualquier proteína que ejerce cualquier tipo de acción, efecto o influencia sobre otra proteína interactúa con esa proteína. Sin embargo, en el campo de las ciencias de la vida, el término interacción proteína-proteína (PPI) se utiliza de una manera más específica:
- Tiene que implicar contacto físico directo, normalmente en una posición y orientación específicas (acoplamiento molecular), y formar un complejo proteico, permanente o transitorio
- Tiene que ser no aleatorio, excluyendo así todas las proteínas que pueden chocar entre sí por casualidad
- No debe ser genérico, sino servir para un propósito específico que difiera de funciones completamente genéricas como la producción y degradación de proteínas (De las Rivas and Fontanillo 2009).
Tipos de interacciones proteína-proteína
Las interacciones proteína-proteína se pueden clasificar de varias maneras (según Acuner-Ozbabacan et al. 2011):
- Basándose en la afinidad, pueden clasificarse como obligatorias (en caso de que una o más de las proteínas sean inestables in vivo a menos que interactúen y formen un complejo proteico específico) e interacciones no obligatorias (en caso de que las proteínas puedan existir independientemente).
- Las interacciones no obligatorias se pueden clasificar en función de la estabilidad del complejo que forman, como permanentes o transitorias, y las interacciones transitorias como débiles o fuertes.
- Como la mayoría de las interacciones obligatorias son permanentes, y la mayoría de las interacciones no obligatorias son transitorias, obligatorias y permanentes a veces se usan indistintamente en la literatura.
La mayoría de los procesos celulares están regulados por PPI transitorios, y por lo tanto una gran parte de la investigación sobre PPI se concentra en este tipo de interacción.
Métodos disponibles para estudiar las interacciones proteína-proteína
Hay docenas de métodos disponibles para investigar PPI, y cada uno tiene varias ventajas y desventajas, por ejemplo,
- en términos del tipo de interacciones que pueden detectar
- del tipo de proteínas con las que se pueden usar
- el número de falsos positivos y falsos negativos que producen
- la instrumentación requerida, y así sucesivamente.
Debido a la gran cantidad de falsos positivos y negativos que la mayoría de los métodos producen, generalmente es necesario confirmar cada interacción utilizando 2 o 3 métodos diferentes.
La mayoría de los métodos caen en uno de 3 grupos de métodos: in silico, in vitro e in vivo. (Srinivasa Rao et al. 2013):
Los métodos in silico utilizan modelos informáticos para predecir las interacciones proteína-proteína. Incluyen enfoques basados en secuencias, enfoques basados en estructuras, proximidad cromosómica, fusión génica, 2 hybrid in silico, árbol espejo, árbol filogenético y enfoques basados en la expresión génica.
Los procedimientos in vitro se realizan en un entorno controlado fuera de un organismo vivo. Los métodos in vitro usados para la detección de PPI incluyen purificación por afinidad en tándem, cromatografía por afinidad, coinmunoprecipitación, matrices de proteínas, complementación de fragmentos de proteínas, visualización de fagos, cristalografía de rayos X y espectroscopía de RMN. En algunos de ellos (por ejemplo, coinmunoprecipitación) la interacción tiene lugar in vivo, pero la interacción se fija y detecta después de la muerte de la célula u organismo, y por lo tanto a veces se marcan como métodos ex vivo.
Los métodos in vivo se realizan en células u organismos vivos. La gran ventaja de los métodos in vivo es que conservan el entorno nativo en el que tiene lugar la interacción. Además, algunos de ellos, tales como FRET, son reversibles y pueden usarse para cuantificar dinámicamente interacciones proteína-proteína, lo que es altamente ventajoso. Siga el siguiente enlace para más información sobre los métodos in vivo.
Instrumentos utilizados para estudiar las interacciones proteína-proteína
Muchos de los métodos in vivo mencionados anteriormente usan marcadores fluorescentes o luminiscentes. Por lo tanto, para usarlos se requieren instrumentos capaces de medir fluorescencia y/o luminiscencia. Hay muchos instrumentos diferentes que se pueden utilizar para este tipo de mediciones, incluidos lectores de microplacas, microscopios de fluorescencia, sistemas de imagen in vivo y otros. Cada instrumento es diferente en términos de rendimiento, flexibilidad, tamaño de la muestra y, lo que es más importante, las técnicas para los estudios de interacción proteína-proteína que son capaces de realizar. Siga el enlace a continuación para más información sobre los instrumentos para esta aplicación.