蛋白质网络中亚细胞间的交叉组织联系的新模型

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一个亚细胞位置内的蛋白质可被看作一团空间位置隔离、内部互作紧密、共功能、共调控的蛋白质簇,同时,不同亚细胞位置内的蛋白质协同作用,共同维持细胞的表型。但是,各亚细胞位置是如何交流联系来协同完成功能的机制仍不清楚。这里我们发现了亚细胞间联系的两种模式:蛋白质的动态流动(多定位蛋白)和蛋白质间的信息流动(不同亚细胞间蛋白质的相互作用)。酵母的各亚细胞间通过这两种方式被广泛地联系起来。   进一步分析显示,hub蛋白在亚细胞连接中发挥了重要的作用。相应地,蛋白质互作网络中的hub被分为四类,单定位和多定位的Intra-localization hubs(SIand MI hubs),它们周围互作的蛋白亚细胞位置较一致,以及单定位和多定位的crosstalk hubs(SC and MC hubs),它们周围互作的蛋白亚细胞位置混乱。拓扑性质和功能基因组分析提示了四类hub在网络组织和功能进化上的差别,为我们呈现了一个网络中亚细胞间组织联系的hub-central模型-蛋白质网络中亚细胞间的交叉组织联系的新模型,该模型囊括了亚细胞间交流的两种模式,蛋白质的动态流动(SI-MI-SI)和蛋白质的信息流动(SI-SC-MC-SC-SI)。四类重要的hub在网络中发挥着不同的功能,SI是亚细胞内的核心,MI是可跨越多个亚细胞位置的多簇蛋白质,它们是蛋白质动态流动模式的主要执行者。SI和MI与周围的蛋白形成互作紧密的共表达团,是复合物的主要成分,对网络的联通性贡献相对较小,是某些特殊功能的执行者。SC及MC内部形成了交错的网络,构成了整个网络信息交流的核心,它们具有较大的介数和较小的聚类系数,对网络的连通性影响很大,对外界干扰的稳定性较强,具有较长的mRNA半衰期,是信号传导和调控的聚集中心,同时也是多个功能的交汇处。
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