预测异聚物相互作用：无序蛋白质序列的分离与超混合

细胞包含多个冷凝体，这些冷凝体由于其组分之间的异类相互作用而自发形成。尽管负责冷凝体形成的蛋白质和无序区域序列已被广泛研究，但允许分离的组分之间的相互作用规则，即多个冷凝体的共存，尚待阐明。在这里，我们通过将其拟合到从人类蛋白质的无序区域采样的200多个序列获得的分子动力学模拟结果，构建了异聚物之间相互作用的有效理论。我们发现，两种异聚物之间氨基酸对相互作用的总和定性地很好地预测了波义耳温度，通过二聚体对近似方法可以定量改善这一预测, 其中我们考虑了序列中相邻氨基酸的影响。改进的理论结合了捕捉不同序列之间有效相互作用强度的度量标准，使得在多组分模拟中选择最多三个相互分离的无序区域序列成为可能，以及生成与给定序列相互分离的人造序列。该理论指向了一种通用的序列设计策略，以便分离或超混合，这得益于我们识别的相互作用空间的低维特性。作为相互作用空间中几何论证的结果，我们发现能够相互分离的不同序列的数量受到严格限制，无论粗粒度模型的选择如何。总之，我们为估计异聚物之间的有效相互作用构建了理论基础，这可以用于预测相分离特性以及无序蛋白质的定位和功能的分配规则。由美国物理学会于2024年发布。