Binding proteins in the small world of residue networks

Abstract

ÖZET Bu çalışmada 59 protein kompleksinin hem ayrık hem de bağlı durumdaki ağ özelliklerini inceledik. Ağ şeklinde ifade edilen proteinlerin `küçük dünya` özelliklerinin kompleks oluşumu sonrasında da devam ettiğini gözlemledik. Ayrıca, bağlanmada etkin rol oynayan amino asitlerin diğer yüzey amino asitlerine göre -bağsız durumda bile- daha yüksek ortalama en kısa yol değerlerine sahip olduğunu gördük. Reseptör ve ligand amino asitleri arasındaki en kısa yollarda kullanılan ve reseptör' den ligand'a geçiş noktalarını oluşturan amino asit çiftlerinin kullanılan farklı kontak enerjilerinden bağımsız olarak, çoğunlukla, benzer olduğunu gösterdik. Daha sonra, aynı hesaplamaları gerçek ve bozulmuş kompleks yapıların ağ özellikleri üzerinde gerçekleştirdik. Ortalama kısa yol değerleri yine en belirleyici özellik olarak ortaya çıktı. Ayrıca Miyazawa ve Jeringan'ın kontak enerjilerinin bu gerçek ve bozulmuş yapılar içindeki reseptor-ligand geçiş amino asitlerini daha iyi ayrımsadığmı gözlemledik. vı

ABSTRACT We analyze the network properties of a set of 59 pairs of proteins in their bound and unbound forms. We verify that these `residue networks` are in the `small world` class in their separate forms as well as in complex. We also investigate the different network properties of interface residues compared to those of other surface residues of the complexes. The results point that the average shortest paths of interface residues are in general lower than other surface residues even in their unbound forms. Moreover, the residues that are used in the shortest pathways between the receptor and the ligand are analyzed with the theory of betweenness centrality. When specific weights are assigned to the links in the network, the same pairs of residue types emerge as important hubs when complexation occurs. The calculations are further implemented to decoy structures of 15 of the bound complexes, with 10 decoys for each complex. We find the characteristic path length as the most important descriptor for differentiating between decoys and native structures.