肽的疏水性限制了其与相互作用结构域结合的可及性

合成生物学面临的一项挑战，是将体外获得的知识迁移至体内应用。例如，肽结合结构域（peptide binding domains，PBDs）与其结合肽之间的结合亲和力通常在简单缓冲液中测定，且不存在负责合成和蛋白质稳态维持的细胞机制。因此，体外与体内定量得到的相互作用通常存在差异。为鉴定适用于体内应用的强结合PBD–肽配对，我们旨在更深入地理解活酵母细胞中合成相互作用的决定因素。基于噬菌体展示所获得的数据，我们设计了预期能够与PBD结合的肽文库。利用一种体内蛋白质相互作用检测方法，我们在酵母中评估了超过6,500种PBD–肽变体的相互作用强度。我们发现，大多数替换都会破坏结合，但其中3.4%的替换能够增强结合强度，使其达到高于噬菌体展示数据所预期的水平。随后，我们探究了能否利用突变数据优化肽序列，以获得更强的结合能力，并发现最多可通过四处替换产生加成效应。我们发现，PBD的特异性在体外和体内检测中具有一致性。我们推测，体内肽丰度可能是造成蛋白互补分析（PCA）结果与噬菌体展示结果之间差异的原因之一。为检测体内肽的可获得性，我们开展了能够反映肽丰度的实验，并发现结合能力更强的肽在细胞中也表现出更高的可获得性。我们证明，肽的可获得性似乎主要由肽的疏水性决定，是设计强合成相互作用的关键因素。

合成生物学面临的一项挑战，是将体外获得的知识迁移应用于体内。例如，肽结合结构域（peptide binding domains，PBDs）与其结合肽之间的结合亲和力通常是在简单缓冲液中测定的，且不存在负责合成和蛋白质稳态维持的细胞机制。因此，体外与体内定量得到的相互作用之间往往存在差异。为了鉴定适用于体内应用的强结合PBD–肽配对，我们旨在进一步理解活酵母细胞中合成相互作用的决定因素。基于噬菌体展示法获得的数据，我们设计了预期能够与PBD结合的肽文库。利用一种体内蛋白质相互作用检测方法，我们评估了酵母中超过6,500种PBD–肽变体的相互作用强度。我们发现，大多数替换都会破坏结合，但其中3.4%的替换能够将结合强度提高至高于噬菌体展示数据所预期的水平。我们进一步探讨了能否利用突变数据优化肽序列，以获得更高的结合强度，并发现最多可累积四个替换而产生加成效应。我们发现，PBD的特异性在体外和体内检测中是一致的。我们推测，体内肽丰度可能促成了蛋白质互补分析（PCA）结果与噬菌体展示结果之间的差异。我们开展了检测体内肽可获得性的实验，以反映肽的丰度；结果发现，结合能力更强的肽在细胞中也表现出更高的可获得性。我们的研究表明，肽的可获得性主要由肽的疏水性决定，且是设计强合成相互作用的关键因素。

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🏷️ 肽-蛋白质相互作用 肽疏水性 蛋白质相互作用检测 合成生物学 酵母细胞模型