Protein Komplekslerini Gruplayarak İnsanda ProteinProtein Etkileşim Ağlarının Karmaşıklığını Azaltmak

Lumping Protein Complexes to Reduce the Complexity of Human Protein-Protein Interaction Network

Özet

Amaç: Ağ biyolojisinin sağlık bilimlerindeki uygulamalarında çoğu zaman bütün protein-protein etkileşim haritasını bir kerede ele almak imkansızdır; bu nedenle hesaplama verimliliğini artıran çeşitli ağ küçültme yaklaşımları geliştirilmiştir. Bu çalışmada bir düğüm birleştirme prosedürü önererek, protein komplekslerine dayalı bir ağ küçültme stratejisi kullanmak amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Protein kompleksi etkileşimlerini çıkarmak için memeli protein komplekslerinin kapsamlı kaynağı kullanıldı. İnsan protein-protein etkileşim haritası Agile Protein Interactomes Data (APID) sunucusundan alındı. Daha küçük bir ağ oluşturmak için özgün bir gruplama yaklaşımı kullanıldı. Elde edilen bağlama özel ağın ilingesel analizi ve yüksek merkeziliğe sahip düğümlerin incelenmesi, orijinal ağ ile karşılaştırılmalı olarak yapıldı. Bulgular: Gruplama prosedüründen sonra aralarında 41.940 etkileşimi olan 9.988 protein ve 304 protein grubu içeren heterojen bir etkileşim haritası elde edilmiştir. Toplam düğüm sayısı ve etkileşim sayısı sırasıyla %9,7 ve %16 azalmıştır. Ortaya çıkan ağ, ölçeksiz topolojiyi korumuştur. Tartışma ve Sonuç: Sonuçlar, yaklaşımın biyolojik olarak anlamlı yapısını bozmadan biyolojik ağı küçültmede işlevsel olduğunu göstermiştir.

Abstract

Aim: For network biology applications in health sciences, most of the time it is impossible tohandle the whole protein-protein interaction map at once, and accordingly there have beenvarious approaches to network reduction for computational efficiency. In this study we aimed touse protein complexes as a base for network reduction, proposing a node-lumping procedure.Materials and Methods: The comprehensive resource of mammalian protein complexes wasused to extract protein complex interactions. Human protein-protein interaction map was retrieved from the Agile Protein Interactomes Data (APID) server. A novel lumping procedure wasintroduced to create a reduced network. Topological analysis of the resulting context-specificnetwork and examination of the highly connected nodes were compared with the original network.Results: After lumping we obtained a heterogeneous map of 9,888 proteins and 304 lumpednodes with 41,940 interactions. Total number of nodes and interactions were reduced by 9.7%and 16%, respectively. The resulting network preserves the scale-free topology.Discussion and Conclusion: The results indicated that the procedure was helpful in networkreduction without disturbing the biologically relevant structure of the network.