1.4.1　蛋白質-蛋白質和蛋白質-配體結合位點的比較

蛋白質復合體是在生理條件下由蛋白質分子各自折疊，然后聚集連接而成的。屬于蛋白質-蛋白質復合體的例子有抗原-抗體、酶-抑制劑、很多信號轉導以及細胞周期蛋白復合體。我們已知的蛋白質-蛋白質復合體結構多數是通過X射線晶體學方法解析得到的，這就要求蛋白質與蛋白質分子能夠形成穩定規則的晶體。基于這些已知的蛋白質-蛋白質復合體結構，人們對蛋白質-蛋白質結合位點的幾何及物理化學性質已經有了詳細的了解[16～22]。需要指出的是，這些關于結合位點性質的分析僅適用于足夠穩定的蛋白質-蛋白質復合體。由這些復合體分析得出的規律可能不同于發生瞬時相互作用的蛋白質結合位點。

多數蛋白質-蛋白質復合體所包埋的分子表面積在1200～2000?2[注]之間，這要遠大于與小分子配體結合所需要的表面積[一般幾百平方埃(?2)，具體依賴于配體分子的大小]。已知結構數據的分析指出多數情況下蛋白質-蛋白質結合表面幾乎是平坦的，其中酶-抑制劑復合體是一個例外。抑制劑分子的結合位點經常會形成一個凸起的表面，形狀上正好與酶分子結合位點的凹槽相契合。這方面與蛋白質-配體結合位點形成了鮮明的對比。蛋白質-配體結合位點通常是非常不平的，這使得其與配體分子能從多個方向充分結合[23～26]。

在物理化學性質和幾何特征方面，蛋白質結合位點明顯區別于蛋白質分子的其余表面。然而，蛋白質間的相互作用是非常多樣的，所以不能以單個表面屬性就把結合表面和非結合表面區分開。根據殘基的溶劑可及性，蛋白質-蛋白質復合體中結合位點上的殘基可分為兩個不同的區域：核心區和邊緣區。核心區包含這樣的殘基，就是殘基中至少有一個原子被完全包埋，在復合體形成后溶劑接觸不到。這些殘基通常是幾乎沒有極性的殘基，它們被極性更強的邊緣區包圍。邊緣區包含的殘基在復合體形成后至少還有部分的溶劑可及性。某些蛋白質-蛋白質結合面在氨基酸殘基組成方面會明顯區別于分子表面的其他部分。結合區域富含脂肪族(Leu、Val、Ile、Met)和芳香族氨基酸(His、Phe、Tyr、Trp)，并且除了精氨酸外，很少會有帶電殘基(Asp、Glu、Lys)。

有一個方法可用來確定結合位點殘基對結合自由能的相對貢獻，就是檢測結合位點上殘基突變成丙氨酸前后結合親和力的變化。殘基被丙氨酸替代就相當于從表面去除其側鏈原子以及它們對結合強度的影響。有趣的是，對于使用丙氨酸掃描突變方法分析的蛋白質-蛋白質復合體，僅有一部分這種替代會對結合強度產生實質性的影響。這一發現引出了蛋白質表面熱點的概念，即熱點殘基負責蛋白質間大部分相互作用[27，28]。

與蛋白質-蛋白質結合位點相似，與小分子配體結合的高親和結合口袋，相對于其他區域，具有較少的極性或者說較多的疏水性。由于有機小配體分子比較小，所以，相對于蛋白質-蛋白質復合體，小分子配體-蛋白質相互作用中的包埋表面積通常也比較小。為了通過具有足夠大數量的有利的蛋白質-配體接觸而取得強相互作用，在蛋白質分子表面，經常會有非常凹陷的口袋或洞，有時，會把小配體部分包埋。

在很多方面，預測蛋白質-蛋白質結合位點的算法類似于預測小分子結合區域的方法。但是，由于這些種類的結合位點基本架構不同，在預測算法方面，仍然存在一些重要差別。