Published May 19, 2016
| Version v1
Publication
Open
Controllability of protein-protein interaction phosphorylation-based networks: Participation of the hub 14-3-3 protein family
- 1. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Posttranslational regulation of protein function is an ubiquitous mechanism in eukaryotic cells. Here, we analyzed biological properties of nodes and edges of a human protein-protein interaction phosphorylation-based network, especially of those nodes critical for the network controllability. We found that the minimal number of critical nodes needed to control the whole network is 29%, which is considerably lower compared to other real networks. These critical nodes are more regulated by posttranslational modifications and contain more binding domains to these modifications than other kinds of nodes in the network, suggesting an intra-group fast regulation. Also, when we analyzed the edges characteristics that connect critical and non-critical nodes, we found that the former are enriched in domain-to-eukaryotic linear motif interactions, whereas the later are enriched in domain-domain interactions. Our findings suggest a possible structure for protein-protein interaction networks with a densely interconnected and self-regulated central core, composed of critical nodes with a high participation in the controllability of the full network, and less regulated peripheral nodes. Our study offers a deeper understanding of complex network control and bridges the controllability theorems for complex networks and biological protein-protein interaction phosphorylation-based networked systems.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
التنظيم ما بعد الترجمة لوظيفة البروتين هو آلية في كل مكان في الخلايا حقيقية النواة. هنا، قمنا بتحليل الخصائص البيولوجية للعقد وحواف الشبكة القائمة على التفاعل بين البروتين والبروتين البشري، وخاصة تلك العقد الحاسمة للتحكم في الشبكة. وجدنا أن الحد الأدنى لعدد العقد الحرجة اللازمة للتحكم في الشبكة بأكملها هو 29 ٪، وهو أقل بكثير مقارنة بالشبكات الحقيقية الأخرى. يتم تنظيم هذه العقد الحرجة بشكل أكبر من خلال تعديلات ما بعد الترجمة وتحتوي على مجالات أكثر ارتباطًا بهذه التعديلات من الأنواع الأخرى من العقد في الشبكة، مما يشير إلى تنظيم سريع داخل المجموعة. أيضًا، عندما قمنا بتحليل خصائص الحواف التي تربط العقد الحرجة وغير الحرجة، وجدنا أن الأولى غنية بتفاعلات الزخارف الخطية من المجال إلى حقيقيات النوى، في حين أن الأخيرة غنية بتفاعلات المجال والنطاق. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى بنية محتملة لشبكات التفاعل بين البروتين والبروتين مع نواة مركزية كثيفة الترابط وذاتية التنظيم، تتكون من عقد حرجة ذات مشاركة عالية في التحكم في الشبكة الكاملة، وعقد طرفية أقل تنظيمًا. تقدم دراستنا فهمًا أعمق للتحكم المعقد في الشبكة وتجسر نظريات التحكم للشبكات المعقدة والأنظمة الشبكية القائمة على التفاعل بين البروتين والبروتين.Translated Description (French)
La régulation post-traductionnelle de la fonction protéique est un mécanisme omniprésent dans les cellules eucaryotes. Ici, nous avons analysé les propriétés biologiques des nœuds et des bords d'un réseau basé sur la phosphorylation de l'interaction protéine-protéine humaine, en particulier des nœuds critiques pour la contrôlabilité du réseau. Nous avons constaté que le nombre minimal de nœuds critiques nécessaires pour contrôler l'ensemble du réseau est de 29 %, ce qui est considérablement inférieur à celui des autres réseaux réels. Ces nœuds critiques sont plus réglementés par des modifications post-traductionnelles et contiennent plus de domaines de liaison à ces modifications que d'autres types de nœuds du réseau, suggérant une régulation rapide intra-groupe. En outre, lorsque nous avons analysé les caractéristiques des arêtes qui relient les nœuds critiques et non critiques, nous avons constaté que les premiers sont enrichis en interactions linéaires de domaine à eucaryote, tandis que les derniers sont enrichis en interactions de domaine à domaine. Nos résultats suggèrent une structure possible pour les réseaux d'interaction protéine-protéine avec un noyau central densément interconnecté et autorégulé, composé de nœuds critiques avec une forte participation à la contrôlabilité du réseau complet et de nœuds périphériques moins réglementés. Notre étude offre une compréhension plus approfondie du contrôle de réseau complexe et relie les théorèmes de contrôlabilité pour les réseaux complexes et les systèmes en réseau basés sur la phosphorylation par interaction protéine-protéine biologique.Translated Description (Spanish)
La regulación postraduccional de la función de las proteínas es un mecanismo omnipresente en las células eucariotas. Aquí, analizamos las propiedades biológicas de los nodos y bordes de una red basada en la fosforilación de la interacción proteína-proteína humana, especialmente de aquellos nodos críticos para la controlabilidad de la red. Descubrimos que el número mínimo de nodos críticos necesarios para controlar toda la red es del 29%, que es considerablemente menor en comparación con otras redes reales. Estos nodos críticos están más regulados por modificaciones postraduccionales y contienen más dominios vinculantes para estas modificaciones que otros tipos de nodos en la red, lo que sugiere una regulación rápida intragrupo. Además, cuando analizamos las características de los bordes que conectan los nodos críticos y no críticos, encontramos que los primeros están enriquecidos en interacciones de motivos lineales de dominio a eucariota, mientras que los últimos están enriquecidos en interacciones de dominio-dominio. Nuestros hallazgos sugieren una posible estructura para las redes de interacción proteína-proteína con un núcleo central densamente interconectado y autorregulado, compuesto por nodos críticos con una alta participación en la controlabilidad de la red completa y nodos periféricos menos regulados. Nuestro estudio ofrece una comprensión más profunda del control de redes complejas y une los teoremas de controlabilidad para redes complejas y sistemas en red basados en la fosforilación de la interacción proteína-proteína biológica.Files
srep26234.pdf.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:da5f6836d6c5bf92e65de03799005e54
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- قابلية التحكم في الشبكات القائمة على التفاعل بين البروتين والبروتين: مشاركة عائلة البروتين HUB 14-3-3
- Translated title (French)
- Contrôlabilité des réseaux à base de phosphorylation d'interaction protéine-protéine : Participation de la famille de protéines Hub 14-3-3
- Translated title (Spanish)
- Controlabilidad de las redes basadas en la fosforilación de la interacción proteína-proteína: participación de la familia de proteínas Hub 14-3-3
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2399281378
- DOI
- 10.1038/srep26234
References
- https://openalex.org/W1965379872
- https://openalex.org/W1975390541
- https://openalex.org/W1976937534
- https://openalex.org/W1982714879
- https://openalex.org/W1982821381
- https://openalex.org/W1988722754
- https://openalex.org/W1991906934
- https://openalex.org/W1992983658
- https://openalex.org/W2004388028
- https://openalex.org/W2005893121
- https://openalex.org/W2009826707
- https://openalex.org/W2012357515
- https://openalex.org/W2018587472
- https://openalex.org/W2019150902
- https://openalex.org/W2023333666
- https://openalex.org/W2043764521
- https://openalex.org/W2051384458
- https://openalex.org/W2058844323
- https://openalex.org/W2067803871
- https://openalex.org/W2074166146
- https://openalex.org/W2077941487
- https://openalex.org/W2089350319
- https://openalex.org/W2092123736
- https://openalex.org/W2101420429
- https://openalex.org/W2102025585
- https://openalex.org/W2103931447
- https://openalex.org/W2104437738
- https://openalex.org/W2105869859
- https://openalex.org/W2120881407
- https://openalex.org/W2122863289
- https://openalex.org/W2123250471
- https://openalex.org/W2130687290
- https://openalex.org/W2130790725
- https://openalex.org/W2137804845
- https://openalex.org/W2155019116
- https://openalex.org/W2159457776
- https://openalex.org/W2166328390
- https://openalex.org/W2170723553
- https://openalex.org/W2915975108
- https://openalex.org/W3103071483