interação proteína-proteína

Interação proteína-proteína (IPP ou PPI do termo inglês "Protein-Protein Interaction") compreende todo contato físico com ligação molecular entre duas ou mais proteínas que ocorre em uma célula ou em um organismo vivo. Este contato físico deve ser especifico e não genérico. As proteínas são alguns dos componentes de um organismo. Elas exercem diversas funções biológicas a partir das suas interações e são centrais para a maioria dos processos biológicos celulares do organismo, desde o metabolismo até a resposta a estímulos. O mapeamento completo das interações de proteínas que podem ocorrer no sistema complexo de um organismo é chamado de interatoma e faz parte do estudo da Interatômica, que compreende todo o conjunto de interações moleculares que ocorre em uma determinada célula. As interações de proteínas podem ser medidas por métodos biológicos experimentais ou preditas por métodos computacionais. Os métodos experimentais seguem duas categorias: (1) métodos binários que medem interações físicas diretas entre pares de proteínas, sendo o sistema duplo-híbrido em leveduras (Y2H do inglês "yeast two-hybrid") o método genético de larga escala mais utilizado; e (2) métodos co-complexos que medem interações físicas entre grupos de proteínas sem diferenciar se elas são diretas ou indiretas, sendo a purificação por afinidade em tandem acoplada a espectrometria de massas (TAP-MS do inglês "tandem affinity purification coupled to mass spectrometry") o método proteômico de larga escala mais utilizado. Os métodos computacionais englobam predições de IPPs a partir da análise de dados biológicos heterogêneos, como sequência, evolução, expressão e estrutura de proteínas. A maioria dos métodos computacionais podem ser agrupados em tipos: (1) os baseados em simulação, usualmente feitos em baixa escala, devido a um alto custo computacional, e (2) os baseados em métodos estatísticos ou aprendizado de máquina, que podem ser aplicados em larga escala. Um mapa completo do interatoma de um organismo seria um passo enorme na direção de entender as funções de seus genes e o funcionamento do seu corpo a nível celular. Porém este dado é inviável de ser obtido experimentalmente para especies mais complexas, desde a levedura, que possui o interatoma bastante estudado, até o humano, cujo interatoma ainda é pouco conhecido. Para completar o interatoma do ser humano, que possui em torno de 20 000 a 25 000 proteínas, seriam necessários de 20 000 * 20 000 / 2 a 25 000 * 25 000 / 2 experimentos, totalizando 200 milhões a 300 milhões experimentos. Isto implica na incompletude dos dados, já que não sabemos de fato quais são estas interações, e não conseguimos medir todas elas. Logo, isto também implica na impossibilidade de validação dos métodos de detecção de interações. Sem validação, a frequência de falsos positivos detectados nos ensaios experimentais pode ser muito alta. Em um estudo de 2006, estimou-se que menos do que 50% do interatoma da levedura era conhecido e ainda menos se sabia sobre o interatoma humano. A recorrência de repetições das interações de proteínas em diferentes ensaios experimentais pode auxiliar na seleção de interações mais confiáveis, classificadas como "dados principais". Logo, a disponibilização dos dados não tratados de interação de proteínas poderia contribuir na detecção do conjunto de "dados principais", e na subsequente criação de bancos de dados de IPPs mais confiáveis. Apesar das limitações, o estudo das IPPs da levedura já revelou sua utilidade, descobrindo funções de proteínas, prevendo comportamento celular e na análise de regulação de genes complexos. Espera-se que as IPPs humanas sejam igualmente informativas.