浙江
近日，之江實驗室馬大程、浙江大學沈春華、西南民族大學蔡英等合作在《自然·通訊》上發表了題為“Atlas of predicted protein complex structures across kingdoms”的研究論文。該研究構建了一個包含110萬個預測蛋白質復合物結構的數據集，系統覆蓋了細菌、古菌、人類、小鼠、植物以及病毒與宿主之間的蛋白質互作對。之江實驗室為第一完成單位。
研究團隊開發了一套結合基因共定位分析和操縱子預測的計算流程，他們從36種致病菌和188個原核生物門中篩選出超過55萬個潛在的蛋白質互作對。借助ColabFold平臺進行結構預測和多重置信度評估后，團隊最終鑒定出18萬多個高可信度的蛋白質復合物結構。其中人類蛋白質互作組里就有3.7萬余個高置信度結構。這一數字比此前同類研究成果擴大了12倍。
在原核生物中，這些預測的二元互作被進一步用于重構多亞基蛋白質組裝體。團隊在肺炎克雷伯菌等病原體里發現了核糖體、乙醇胺利用小體和六型分泌系統效應蛋白等大型復合物。一個比較典型的例子是沙門氏菌的CopRS雙組分系統，傳感器激酶CopS能形成同源二聚體，CopS與響應調節蛋白CopR又能形成異源二聚體。研究團隊將這些信息組合起來，重建了CopRS的四聚體結構模型。
隨后，團隊通過免疫共沉淀實驗驗證了人源PRKCZ與NPM1兩種蛋白之間的物理結合。在人類病毒互作組圖譜中，他們預測了超過5100個高置信度的互作結構，一個具體的案例是Orf病毒的ORF128錨蛋白。該蛋白與人的SKP1結合，而SKP1原本會結合人的FBXL20蛋白。ORF128的相互作用界面與FBXL20重疊，因此可能通過競爭性結合來干擾宿主SCF泛素連接酶復合物的正常功能。
研究團隊還將本研究的復合物結構與已有的AlphaFold單體數據庫進行了系統的比對，他們發現了大量基因融合與斷裂事件，這些事件在原核生物和真核生物中都是普遍存在的。本研究中全部110萬個預測結構已公開存放在ModelScope數據庫中，研究團隊還搭建了專門網站供科研人員訪問和下載高置信度數據。
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