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INTRODUCTION TO 
PROTEIN­PROTEIN 
INTERACTION
PRATIK DUTTA,
1621CS05,
AI­NLP­ML Group,
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OUTLINE OF THE PRESENTATION
 What is Protein??
 Protein Structure
 RNA/DNA/ Gene/ Protein
 Central Dogma of Biology
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WHAT IS PROTEIN
 Protein are large biomolecules that consisting of one or more long 
chains of amino acids
  A protein c...
AMINO­ACIDS AND POLYPEPTIDE
 Amino  acid  are  biologically  important  organic  compound  that 
consists of 
 Amine gro...
AMINO­ACIDS AND POLYPEPTIDE
 Though there are about 500 amino acids, only 20 amino acid 
appear in genetic code
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PROTEIN
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PROTEIN STRUCTURE
 Protein structure is the three­dimensional arrangement of 
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 To perform se...
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Relation  between DNA, RNA and 
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† AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
CENTRAL DOGMA
 Explains the flow of genetic information from DNA to RNA, to make 
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PROTEIN­PROTEIN INTERACTION
 Lasting and specific physical contacts established between two or 
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PROTEIN­PROTEIN INTERACTION
 Interaction between two proteins is carried out by several 
biochemical events
 Electrostat...
TYPES OF INTERACTION 
 Stability
 Stable:­ Always stable and active e.g.  Hormones, Hemoglobin
 Transient:­ Control the...
IMPORTANCE OF PPI NETWORK
 Useful for isolating groups of interacting proteins 
that participate in the same biological p...
REFERENCES
 http://www.medicalnewstoday.com/articles/196279.php
 http://www.chemistry.uoguelph.ca/educmat/phy456/456lec0...
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Introduction to protein-protein Interaction

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Introduction to protein-protein Interaction

  1. 1. INTRODUCTION TO  PROTEIN­PROTEIN  INTERACTION PRATIK DUTTA, 1621CS05, AI­NLP­ML Group, CSE Dept, IIT PATNA Guidance By: Dr. Sriparna Saha
  2. 2. OUTLINE OF THE PRESENTATION  What is Protein??  Protein Structure  RNA/DNA/ Gene/ Protein  Central Dogma of Biology  Microarray and Gene Expression Data   Protein­protein Interaction  Protein Interaction Network  Conclusion 2 08/02/17AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA
  3. 3. WHAT IS PROTEIN  Protein are large biomolecules that consisting of one or more long  chains of amino acids   A protein contains at least one long polypeptide( chain of amino  acids)   Primarily the sequence of amino acid differs the protein from  each other 3 08/02/17AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA 3D structure of  protein myoglobin
  4. 4. AMINO­ACIDS AND POLYPEPTIDE  Amino  acid  are  biologically  important  organic  compound  that  consists of   Amine group( ­NH2)  Carboxylic Acid group (­COOH)  and a side chain(­ R)   Therefore  the  key  elements  of  amino  acid  are  carbon  (C)  ,  hydrogen(H) , oxygen(O) and nitrogen(N)   08/02/17 4 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † Amine  group Carboxylic  group Structure of an  ­amino acidα
  5. 5. AMINO­ACIDS AND POLYPEPTIDE  Though there are about 500 amino acids, only 20 amino acid  appear in genetic code  When two or more amino acid is connected through peptide bond  it is called polypeptide(amino acid chain) 08/02/17 5 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  6. 6. STRUCTURAL ELEMENTS OF  PROTEIN 08/02/17† AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † 6 3d structure of  protein chain of Amino  acid Molecular structure  of peptide Molecular structure  of amino acid Key elements of   protein
  7. 7. PROTEIN STRUCTURE  Protein structure is the three­dimensional arrangement of  atoms in a protein molecule  To perform several biological functions, protein folds into one or  more specific spatial conformations  Several non­covalent interactions are responsible for this  confirmations  Levels of protein structure  Primary structure: linear sequence of amino acids in the polypeptide  chain  Secondary structure :  helical structure due to hydrogen bond between  the main­chain peptide groups. E.g  ­helix and   ­sheetsα β  Tertiary structure: folded into a compact globular structure due to  hydrophobic interactions 08/02/17 7 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  8. 8. THE CENTRAL DOGMA  Relation  between DNA, RNA and  proteins † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  9. 9. CENTRAL DOGMA  Explains the flow of genetic information from DNA to RNA, to make  a functional product Protein  Stages of Central Dogma  Replication: Fundamental step of central dogma, make a new DNA from  existing DNA by DNA polymerase  Transcription: Make new mRNA from DNA by RNA polymerase  Translation: Make new protein from mRNA by ribosome 08/02/17 9 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  10. 10. CENTRAL DOGMA 08/02/17 10 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † Transcription Translation Central Dogma of Molecular Biology
  11. 11. GENE EXPRESSION  VALUES † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  12. 12. GENE EXPRESSION VALUE  In the field of molecular biology,  gene expression profiling is the  measurement of the activity of thousands of genes at once  Gene expression values of large genes are measured by microarray  Gene expression can be quantified by measuring either mRNA or  protein  Gene Expression Measurement Method  Single Channel Arrays:   Give estimations of the absolute levels of gene expression  compare two set of condition for each gene   requires two separate single­dye hybridizations  Two Channel Arrays:   Two hybridized cDNA samples (e.g. diseased tissue versus healthy tissue) and labelled with  two different fluorescentdyes(Cy5 and Cy3) 08/02/17 12 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  13. 13. GENE EXPRESSION VALUE 08/02/17 13 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  14. 14. GENE EXPRESSION DATASET 08/02/17 14 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † Gene expression level of gene i in mRNA sample j ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/GDSbrowser?acc=GDS1388 ) Single Channel Arrays: (normalized) Log2(Intensity) Double Channel Arrays:  )3( )5( log2 CyIntensity CyIntensity
  15. 15. PROTEIN­PROTEIN  INTERACTION † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  16. 16. PROTEIN­PROTEIN INTERACTION  Lasting and specific physical contacts established between two or  more proteins for carried out some specific biological activity  Represents pair wise protein interactions of the organisms  Example of PPI  Muscle Contraction  Cellular Transportation 08/02/17 16 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † protein1 protein2 Protein­protein Interaction
  17. 17. PROTEIN­PROTEIN INTERACTION  Interaction between two proteins is carried out by several  biochemical events  Electrostatic Forces:­  Force interacting between static electrically  charged particles  Hydrogen bonds:­  electrostatic attraction between hydrogen(H) and   highly electronegative atom(e.g. O, N)   Van der Waals forces:­ residual attractive or repulsive forces between  molecules or atomic groups  Hydrophobic interactions:­ Maximize hydrogen bond 08/02/17 17 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  18. 18. TYPES OF INTERACTION   Stability  Stable:­ Always stable and active e.g.  Hormones, Hemoglobin  Transient:­ Control the majority of cellular processes, can be strong or weak, fast  or slow   Structural  Homo­oligomer :­ Same type of subunits e.g. Enzymes   Hetero­oligomer:­ Different types of subunits e.g. G­proteins  Chemical Bonding  Covalent Bonding: Share electron pairs  Non­covalent Bonding: Rather sharing electrons , involves in some  electromagnetic forces 08/02/17 18 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  19. 19. IMPORTANCE OF PPI NETWORK  Useful for isolating groups of interacting proteins  that participate in the same biological process  Helps to understand the mechanism of  regulating cell life  Useful to predict the biological functions of  uncharacterized proteins 08/02/17 19 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  20. 20. REFERENCES  http://www.medicalnewstoday.com/articles/196279.php  http://www.chemistry.uoguelph.ca/educmat/phy456/456lec02.htm  http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/aa/aliph atic.html  http://www.particlesciences.com/news/technicalbriefs/2009/protein­ structure.html  http://www.slideshare.net/NaghmehPoorinmohamma/proteinprotein ­interaction­ppi  http://www.clearbiology.com/biochemistry­review­activity/proteins/  http://worldofbiochemistry.blogspot.in/2013_09_01_archive.html  http://www.ch.embnet.org/CoursEMBnet/Pages3D07/documents/3Di ntro07.pdf  http://www.ch.embnet.org/CoursEMBnet/PagesTR08/slides/EmbNe t_CleanEx_1.pdf  https://en.wikipedia.org/wiki 08/02/17 20 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA †
  21. 21. 08/02/17 21 † AI­NLP­ML GROUP, IIT PATNA † THANK YOU

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