Comprehensive statistical analysis of residues interaction specificity at protein–protein interfaces

Abstract

We calculated interchain contacts on the atomic level for nonredundant set of 4602 protein-protein interfaces using an unbiased Voronoi-Delaune tessellation method, and made 20x20 residue contact matrixes both for homodimers and heterocomplexes. The area of contacts and the distance distribution for these contacts were calculated on both the residue and the atomic levels. We analyzed residue area distribution and showed the existence of two types of interresidue contacts: stochastic and specific. We also derived formulas describing the distribution of contact area for stochastic and specific interactions in parametric form. Maximum pairing preference index was found for Cys-Cys contacts and for oppositely charged interactions. A significant difference in residue contacts was observed between homodimers and heterocomplexes. Interfaces in homodimers were enriched with contacts between residues of the same type due to the effects of structure symmetry.

X-Ray-Radiation-Induced Cooperative Atomic Movements in Protein

“…It is well documented that Glu, Asp, and Tyr residues that are sensitive to radiation damage often strongly contribute to the protein intra-and intermolecular contact network. 20,21 The impact of local chemical changes on the whole protein structure and the relationship of these changes with general crystal disorder is difficult to capture experimentally because the absorbed X-ray dose causes the diffraction intensities to decay, causing the loss of information. As the intensities and resolution limit degrade, experimental errors increase and small structural changes are masked by the increase of ADP values.…”

Salvage of Failed Protein Targets by Reductive Alkylation

“…Therefore, modification of Lys, for example, to dmLys may be seen as similar to replacing Lys with a “longer” Arg residue. Arginine has a higher propensity to promote interactions and is found more often on protein–protein [25] and crystal packing interfaces [22–24]. Most interactions with an Arg side chain occur approximately in the plane of the guanidinium moiety.…”

Protein-DNA interactions: statistical analysis of interatomic contacts in major and minor grooves

“…Очевидным методическим подходом для иссле-дований в рамках этой проблемы является анализ экспери-ментально определенных структур белково-нуклеиновых комплексов. Ранее нами была создана программа для построения пространственного разбиения Вороного -Де-лоне на системе точек, соответствующих расположению атомов в комплексах белок-ДНК (Anashkina et al, 2007). В рамках этого однозначного математического построения контактирующие атомы определяются как соседние вер-шины разбиения Делоне или как атомы, имеющие общие грани полиэдров Вороного ненулевой площади.…”

“…Разбиение Вороного -Делоне. Контакты между белка-ми и ДНК были определены на основе анализа координат атомов пространственной структуры 3 518 комплексов белок-ДНК методом разбиения Вороного -Делоне (Medvedev, 1986;Анашкина и др., 2008;Anashkina et al, 2013), аналогично тому, как это было ранее сделано для белок-белковых взаимодействий (Anashkina et al, 2007). Соответственно, термином «контакт» мы будем называть далее общую грань полиэдра Вороного, полученного в результате разбиения Вороного -Делоне.…”

“…Во избежание перепредставленности тех или иных взаимодействий, некоторые авторы составляют также репрезентативную выборку, исключая из рассмотрения комплексы с гомологичными белковыми цепями. Ранее в работе (Anashkina et al, 2007) мы показали, что мини-мальный для изучения набор должен содержать около 460 интерфейсов для оценки аминокислотного состава интерфейсов с точностью 2 % при достоверности 95 %. Поэтому мы полагаем, принимая во внимание объем су-ществующих данных по белок-ДНК комплексам, что надо рассматривать все имеющиеся в распоряжении исследо-вателей экспериментальные структуры комплексов.…”