基于結(jié)構(gòu)域信息的關(guān)鍵蛋白質(zhì)標識研究.pdf

1、關(guān)鍵蛋白質(zhì)是生物體維持生命活動的必不可少部分。關(guān)鍵蛋白質(zhì)的研究能夠為藥物標靶設(shè)計、疾病治療、合成生物學(xué)的最小限度基因組等提供重要的基礎(chǔ)。本文從蛋白質(zhì)特定結(jié)構(gòu)，即功能、結(jié)構(gòu)和進化的基本單位結(jié)構(gòu)域出發(fā)，分析關(guān)鍵蛋白質(zhì)獨有的結(jié)構(gòu)特點，為標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)提供新特性，主要研究工作包括:
　　 基于關(guān)鍵蛋白質(zhì)一旦被移除導(dǎo)致致病或致死現(xiàn)象，本文分析結(jié)構(gòu)域類型與蛋白質(zhì)關(guān)鍵性之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵蛋白質(zhì)相對于非關(guān)鍵蛋白質(zhì)擁有更多的結(jié)構(gòu)域類型。13

2、個物種的關(guān)鍵蛋白質(zhì)平均結(jié)構(gòu)域類型數(shù)目，相對于全部蛋白質(zhì)平均結(jié)構(gòu)域類型數(shù)目均超過1.5倍以上。以結(jié)構(gòu)域類型數(shù)目標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)所得PPV曲線所示，關(guān)鍵蛋白質(zhì)擁有更多的結(jié)構(gòu)域類型，或擁有更多的結(jié)構(gòu)域類型的蛋白質(zhì)更苛能為關(guān)鍵蛋白質(zhì)的現(xiàn)象是非隨機的。同時，實驗結(jié)果顯示，以結(jié)構(gòu)域類型數(shù)目標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)，更多的關(guān)鍵蛋白質(zhì)的確被優(yōu)先選出，并且標識出的蛋白質(zhì)關(guān)鍵性與否與實際蛋白質(zhì)關(guān)鍵性與否之間的相關(guān)系數(shù)均高于隨機結(jié)果。13個物種的分析結(jié)果顯示，結(jié)構(gòu)域數(shù)目

3、和有研究認為與蛋白質(zhì)關(guān)鍵性正相關(guān)的蛋白質(zhì)長度在關(guān)鍵蛋白質(zhì)與非關(guān)鍵蛋白質(zhì)之間并沒有明顯的區(qū)別。
　　 同時，本文分析結(jié)構(gòu)域頻率與蛋白質(zhì)關(guān)鍵性之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)頻率越低的結(jié)構(gòu)域類型所組成的蛋白質(zhì)越可能為關(guān)鍵蛋白質(zhì)。以結(jié)構(gòu)域頻率標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)所得PPV曲線所示，上述現(xiàn)象非隨機發(fā)生。同時，實驗結(jié)果顯示，以結(jié)構(gòu)域頻率標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)，更多的關(guān)鍵蛋白質(zhì)的確被優(yōu)先選出，并且標識出的蛋白質(zhì)關(guān)鍵性與否與實際蛋白質(zhì)關(guān)鍵性與否之間的相關(guān)系數(shù)均高于

4、隨機結(jié)果。
　　 基于上述兩種發(fā)現(xiàn)，本文設(shè)計基于結(jié)構(gòu)域信息的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，在此加權(quán)網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用度中心性和邊聚集系數(shù)標識關(guān)鍵蛋白質(zhì)。實驗結(jié)果顯示，在六種評估指標上，加權(quán)網(wǎng)絡(luò)上的度中心性和邊聚集系數(shù)標識水平均高于非加權(quán)網(wǎng)絡(luò)上的度中心性和邊聚集系數(shù)的標識水平。同時，在比較前100個蛋白質(zhì)時完全基于拓撲特性的標識方法標識出的蛋白質(zhì)差別不大，融入結(jié)構(gòu)域信息后的標識方法標識出的蛋白質(zhì)與之前未融入的差別較大，并且包含更多的關(guān)鍵蛋白質(zhì)與關(guān)鍵蛋白質(zhì)之間