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Optimization of specificity in a cellular protein interaction network by negative selection

机译：通过阴性选择优化细胞蛋白相互作用网络中的特异性

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摘要

Most proteins that participate in cellular signalling networks contain modular protein-interaction domains. Multiple versions of such domains are present within a given organism: the yeast proteome, for example, contains 27 different Src homology 3 (SH3) domains. This raises the potential problem of cross- reaction. It is generally thought that isolated domain-ligand pairs lack sufficient information to encode biologically unique interactions, and that specificity is instead encoded by the context in which the interaction pairs are presented. Here we show that an isolated peptide ligand from the yeast protein Pbs2 recognizes its biological partner, the SH3 domain from Shol, with near-absolute specificity―no other SH3 domain present in the yeast genome cross-reacts with the Pbs2 peptide, in vivo or in vitro. Such high specificity, however, is not observed in a set of non-yeast SH3 domains, and Pbs2 motif variants that cross-react with other SH3 domains confer a fitness defect, indicating that the Pbs2 motif might have been optimized to minimize interaction with competing domains specifically found in yeast. System-wide negative selection is a subtle but powerful evolutionary mechanism to optimize specificity within an interaction network composed of overlapping recognition elements.
机译：参与细胞信号网络的大多数蛋白质都包含模块化的蛋白质相互作用域。在给定的生物体中存在此类结构域的多个版本：例如，酵母蛋白质组包含27个不同的Src同源性3（SH3）域。这就提出了潜在的交叉反应问题。通常认为，分离的结构域-配体对缺乏足够的信息来编码生物学上独特的相互作用，而特异性是由呈现相互作用对的上下文来编码的。在这里，我们显示了从酵母蛋白Pbs2中分离出的肽配体识别了其生物学伴侣Shol的SH3结构域，具有几乎绝对的特异性-酵母基因组中没有其他SH3结构域在体内或体内与Pbs2肽发生交叉反应。体外。但是，在一组非酵母SH3结构域中未观察到如此高的特异性，并且与其他SH3结构域交叉反应的Pbs2基序变体会导致适应性缺陷，这表明Pbs2基序可能已被优化以最小化与竞争的相互作用。酵母中特有的结构域。系统范围内的否定选择是一种微妙但功能强大的进化机制，用于优化由重叠识别元素组成的交互网络内的特异性。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2003年第6967期|p.676-680|共5页
  • 作者

    All Zarrinpar; Sang-Hyun Park; Wendell A. Lim;

  • 作者单位

    Program in Biological Sciences, University of California, San Francisco, 600 16th Street, San Francisco, California 94143-2240, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
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