改进的离散增量算法预测27类折叠子的结构类型

蛋白质二级结构预测是三级结构预测的一个非常重要的中间步骤,而折叠子识别和结构类型的准确预测则可以提高二级结构和三级结构预测的准确度.本文从蛋白质的一级序列出发,提出了一种改进的预测算法:以二肽组分、预测的二级结构信息、伪氨基酸组分和位置权重矩阵打分值等特征分别作为参数,输入离散增量算法的单分类器中,通过加权融合单分类器的计算结果,对27类折叠子的结构类型进行了预测,取得了较好的预测结果.     

局部碱基对梯阶参量对蛋白质折叠速率的影响

相关研究表明mRNA序列中GC含量、回文密度和二级结构对蛋白质折叠速率都有重要影响,为了研究mRNA三级结构是否对蛋白质折叠速率也存在重要影响,收集了具有实验折叠速率的蛋白质作为研究对象,对其中的每一个蛋白质,计算其相应mRNA三级结构中各种局部碱基对梯阶参量值,并分析了这些参量值与相应蛋白质折叠速率的相关性.将蛋白质...     

mRNA三级结构中局部碱基对参量与蛋白质折叠速率的相关性

为研究mRNA三级结构对蛋白质折叠速率的影响,首先计算所选蛋白质相应mRNA的三级结构,在此基础上计算局部碱基对参量,分析这些参量对蛋白质折叠速率的影响;然后将所选蛋白质按照不同的蛋白质折叠类型和二级结构进行分组,进而分析局部碱基对参量与不同类蛋白质折叠速率的相关性.结果表明,局部碱基对参量中两碱基原点y轴方向相对位移...     

不同类氨基酸的使用度对蛋白质折叠速率的影响

根据氨基酸约化分类,定义描述氨基酸序列信息的参量—相对氨基酸使用度(RAAU),在现有数据库和相关文献的基础上,建立了包含相对氨基酸使用度和蛋白质折叠信息的蛋白质折叠数据库.在此基础上,分析了相对氨基酸使用度对蛋白质折叠速率的影响.结果表明,强亲水类氨基酸和强疏水类氨基酸的使用对蛋白质的折叠速率的影响截然相反.对不同类蛋白质,其相对氨基酸使用度对蛋白质折叠速率的影响有明显差异.     

不同折叠类型蛋白中基于密码子的二级结构偏向性分析

在传统的Chou-Fasman蛋白质二级结构预测方法的基础上引入同义密码子使用的信息,计算了200个蛋白(49种全α结构蛋白,69种全β结构蛋白,38种仅α β结构蛋白,44种α/β结构蛋白)中不同密码子对应的氨基酸形成不同二级结构(α：螺旋,β：折叠,C：卷曲)的偏向性参数．通过对这些密码子对应氨基酸二级结构偏向性的分析,得到了氨基酸二级结构偏向性分析中所忽略的同义密码子的蛋白结构信息．这些新的信息量对于指导蛋白质设计以及提高蛋白质二级结构预测的准确率有着一定的作用．     

从高分子构象与动力学到蛋白质折叠

针对作用在聚合物刷上的键拉力研究表明作用在接枝基面上的力随着聚合物刷接枝密度的增大反而减小,然而尾端单体上的拉伸张力并没有消失.高分子的构象和动力学转变决定了其物性和多种多样的应用,而生物大分子蛋白质作为由二十种不同属性的氨基酸构成的序列,更是具有由其序列所决定的特别的三维自然结构.本文就聚合物刷、聚合物纳米复合材料、聚合物网络等几种高分子体系的构象与动力学过程,及蛋白质构象和其折叠与去折叠的动力学过程做了介绍.特别是蛋白质的折叠与去折叠速率在单分子操纵实验中受到拉力的调控,通过测量这种拉力依赖的动力学过程、蛋白质的自由能曲面和折叠去折叠路径可以得到系统全面的研究.本文以肌肉蛋白titin的免疫球蛋白结构域I27为例对蛋白质折叠研究进行了阐述.     

hNDR2、mNDR2基因及其蛋白质结构分析研究

基于Internet服务器上的工具软件包对hNDR2和mNDR2两个基因结构进行了分析 ,并对其蛋白质结构进行了预测。结果表明 :hNDR2和mNDR2氨基酸序列具有 91.9%的相似性 ,hNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 11个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;mNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 12个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;两者都有一个跨膜螺旋结构     

蛋白质二级结构预测的结构表达方法研究

蛋白质二级结构预测时,描述窗口内氨基酸残基序列的各种物理化学和分子结构参数的数量非常大,而且不能很好地直接体现氨基酸的连接顺序,这样就造成二级结构预测工作既费时效果又低下,因此,对这些数据预处理是非常必要的.研究发现,这些初始数据对应的变换矩阵的本征值谱与氨基酸残基序列情况无关,只与氨基酸的类别、数量性质有关,而其本征函数数据能够直接反映氨基酸残基的序列情况,利用有显著大小的本征值对应的本征函数作为描述参数,在进行蛋白质二级结构预测时,不但能够显著减少描述参数的个数,而且它体现了氨基酸顺序的变化,这将有效提高蛋白质二级结构预测研究效果.     

蛋白质二级结构中对应的密码子关联的进一步讨论

从概率论的角度出发,以人和大肠杆菌蛋白质为模式,研究了蛋白质二级结构中有显著统计意义的mRNA序列上的密码子上下文关联,以及蛋白质序列上的氨基酸上下文关联.从而给出了99%置信水平上的各二级结构中的反常密码子上下文关联偏好型.为了进一步检查反常密码子关联对二级结构的影响是否有位点保守性,研究了密码子上下文关联以及氨基酸上下文关联与二级结构位点的关系,结果显示反常密码子关联与二级结构位点没有强关联.所得结果可以给出哪些密码子的上下文关联对蛋白质二级结构有影响,且对改进蛋白质二级结构的预测有一定的参考价值.     

不同折叠类型蛋白编码基因的密码子使用

对195个编码不同折叠类型蛋白（50种全α结构蛋白，66种全β结构蛋白，37种α β结构蛋白，42种α/β结构蛋白）基因的密码子使用偏性的方差分析研究表明，不同折叠类型蛋白的密码子使用偏性有着显著的区别，特定折叠类型的蛋白有着特定的编码基因的密码子使用模式，这一结果表明，在蛋白质折叠类型和蛋白质二级结构的预测过程中，编码基因的密码子使用偏性可以作为蛋白质一级结构以外的一项重要的预测标准。     

A surprising simplicity to protein folding

The polypeptide chains that make up proteins have thousands of atoms and hence millions of possible inter-atomic interactions. It might be supposed that the resulting complexity would make prediction of protein structure and protein-folding mechanisms nearly impossible. But the fundamental physics underlying folding may be much simpler than this complexity would lead us to expect folding rates and mechanisms appear to be largely determined by the topology of the native (folded) state, and new methods have shown great promise in predicting protein-folding mechanisms and the three-dimensional structures of proteins.     

Evolutionary information for specifying a protein fold

Classical studies show that for many proteins, the information required for specifying the tertiary structure is contained in the amino acid sequence. Here, we attempt to define the sequence rules for specifying a protein fold by computationally creating artificial protein sequences using only statistical information encoded in a multiple sequence alignment and no tertiary structure information. Experimental testing of libraries of artificial WW domain sequences shows that a simple statistical energy function capturing coevolution between amino acid residues is necessary and sufficient to specify sequences that fold into native structures. The artificial proteins show thermodynamic stabilities similar to natural WW domains, and structure determination of one artificial protein shows excellent agreement with the WW fold at atomic resolution. The relative simplicity of the information used for creating sequences suggests a marked reduction to the potential complexity of the protein-folding problem.     

Secondary structural analysis of the mRNA regions encoding the hemagglutinin cleavage site basic amino acids of the avian influenza virus H5N1 subtype samples

Here we report the codon bias and the mRNA secondary structural features of the hemagglutinin （HA） cleavage site basic amino acid regions of avian influenza virus H5N1 subtypes. We have developed a dynamic extended folding strategy to predict RNA secondary structure with RNAstructure 4.1 program in an iterative extension process. Statistical analysis of the sequences showed that the HA cleavage site basic amino acids favor the adenine-rich codons, and the corresponding mRNA fragments are mainly in the folding states of single-stranded loops. Our sequential and structural analyses showed that to prevent and control these highly pathogenic viruses, that is, to inhibit the gene expression of avian influenza virus H5N1 subtypes, we should consider the single-stranded loop regions of the HA cleavage site-coding sequences as the targets of RNA interference.     

梅花鹿FGF10基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法对梅花鹿FGF10基因的核苷酸和氨基酸序列进行了初步的生物信息学分析,包括理化性质分析、信号肽和跨膜结构域分析、磷酸化位点和疏水性分析、蛋白质二级结构分析、功能结构域分析以及系统进化分析.结果表明:梅花鹿FGF10基因编码213个氨基酸,蛋白相对分子量为23.84kD,为碱性不稳定蛋白;存在信号肽和跨膜结构域;共有26个磷酸化位点;二级结构主要由α螺旋、β转角、延伸链和随机卷曲组成.具有FGF典型的FGF结构域.系统进化分析显示,梅花鹿FGF10与哺乳动物FGF10相似性较高,并且与牛、羊在亲缘关系上最相近.为梅花鹿FGF10基因的结构和功能的进一步研究打下了坚实的理论基础.     

蛋白质二级结构由氨基酸和mRNA序列编码

据氨基酸序列,密码子序列和蛋白质二级结构序列的比较,指出约18％的两肽的密切子具有反常的蛋白质结构偏好性,并且这种以常不能用随机涨落解释,因而关于蛋白质折迭的Anfinsen原理可能需要作适当修正。     

百合无症病毒衣壳蛋白基因克隆和蛋白分析

根据已报道的LSV CP基因序列合成两条寡聚核苷酸引物,模板为感染LSV的百合叶片的总RNA,通过反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出大小为876bp的LSV CP基因,经测序后,对该基因编码区全长序列及相应的氨基酸序列用生物信息学软件系统进行序列分析及结构功能预测.结果表明:该基因由876个核苷酸组成,编码291个氨基酸;与GeneBank公布的其他LSV分离物的基因序列同源性为93.4%～99.0%,氨基酸同源性为84.8%～99.5%;它含有一个卷曲螺旋结构和多个磷酸化位点,平均疏水值为-0.432;含有Carlaviruses完整的衣壳蛋白保守结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主.     

植物miRNAs前体的生物信息分析

miRNAs前体（pre-miRNAs）是产生成熟miRNAs的基因表达产物，能形成较为稳定的发卡环结构，具有较低的最小折叠自由能（minimal folding free cnergy，MFE）。在对植物pre-miRNAs长度、不同碱基含量、MFE、熵分析基础上，重点比较不同RNAs序列之间MFE与其长度的比值（MFEL）。结果表明MFEL是区分植物pre-miRNAs的一个很有效的参数：pre-miRNAs的MFEL值平均为-45．98kcal／mol，明显低于mRNAs（-23．08kcal／mol），tRNAs（-22．13kcal／mol）和rRNAs（-16．83kcal／mol）。使用MFEL参数可提高预测植物miRNAs基因的效率。