从序列预测蛋白质折叠速率

基于序列预测二级结构的蛋白质折叠速率的成功预测暗示着折叠速率能够单独从序列中预测出来.为了追踪这一问题,提出了从序列预测折叠速率的一种方法,而不需要任何二级结构和拓扑的信息.残基对折叠速率的影响与氨基酸的性质有密切的关系.对双态和多态蛋白质实验测定的折叠速率的相关性达到了82.9%,这意味着蛋白质的氨基酸序列是决定折叠速率和机理的重要因素.     

大肠杆菌的同义密码子使用偏性对蛋白质折叠速率的影响

考虑到同义密码子使用偏性的物种差异性,选取大肠杆菌的54条核蛋白为研究对象,将每条核蛋白按二级结构截取出α螺旋片段、β折叠片段和无规卷曲(α-β混合)片段,然后找到每个片段相关的核酸序列信息,计算其同义密码子使用度和相应肽链的折叠速率.在此基础上,分析了同义密码子使用偏性和相应肽链折叠速率之间的相关性,发现对于不同二级结构类的肽链片段,都有部分密码子的使用偏性与其对应的肽链折叠速率显著相关.因此,在蛋白质折叠中,同义密码子的使用偏性起着重要作用.     

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...     

冠状病毒同义密码子使用对mRNA二级结构的影响

从NCBI中获得了45种冠状病毒的mRNA序列总计416条.分别计算了每条编码序列中相对同义密码子使用度(RSCU),然后预测每条mRNA序列的RNA二级结构,计算相应mRNA茎结构含量、环结构含量、单位平均折叠自由能以及mRNA柔性.由此,建立了冠状病毒mRNA二级结构数据库.在此基础上,分析每条mRNA序列同义密码子使用度与mRNA二级结构之间的相关性.分析结果表明,有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA茎结构含量显著相关;有75%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA环结构含量显著相关;有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与单位平均折叠自由能显著相关;有85%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA柔性显著相关.进一步分析发现,同时与茎结构含量和环结构含量都显著相关的密码子,它们的使用度与两种结构含量的相关性截然相反,在所选的参量中,柔性与同义密码子使用度显示出更好的相关性.结果证实,冠状病毒同义密码子的使用对mRNA二级结构存在很大的影响.     

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...     

估计一个蛋白质家族属于一个新折叠子的概率

关于蛋白质家族、结构和新功能的统计推断是应用数理统计的一个前沿交叉研究方向.本文以蛋白质结构分类数据库SCOP和序列分类数据库Pfam为基础,结合SCOP数据库的动态信息,我们估计出覆盖当前Pfam数据库所需的折叠子总数;通过SCOP中新增家族在Pfam中的对应家族所属的折叠子是否已知为先验信息构建贝叶斯模型,估计了不同规模的Pfam家族贡献新折叠子的概率分布.     

蛋白质折叠的计算机模拟

使用非格点朗之万模型和"Go型"氨基酸相互作用模拟了4个小分子量快速折叠蛋白质的折叠行为.从动力学和热力学两方面的探讨中,得到蛋白质CI2的折叠属于两态过程和蛋白质CheY的折叠过程存在中间态和蛋白质1BBL的折叠属于无势垒的"下山"式过程,而蛋白质片断1BDD(第10至第55残基)的折叠则是介于两态过程和"下山"式过程的中间类型.由于使用了相同的模型,物理机制上这些不同折叠类型显然来自蛋白质不同的天然态拓扑结构.     

结构基因组学综合数据库分析的构建和作用

介绍了结构基因组学综合数据库构建的意义和综合数据库的功能,主要包括Gerstein总结的对有限的蛋白质片段的折叠分类和排列、种系发生信息、蛋白质的功能分类和蛋白质的相互作用信息、基因表达信息和综合数据库对报道结构基因组研究数据和格式的要求。     

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．     

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.     

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.     

基于遗传算法的蛋白质折叠模拟系统

在模拟蛋白质折叠的遗传算法基础上，采用晶格模型，设计了一个用于蛋白质折叠模拟的软件系统，并举例说明该系统的用法。该蛋白质折叠模拟系统可用于蛋白质折叠预测和蛋白质进化研究，并可为蛋白质分子设计提供重要信息。     

蛋白质结构域折叠类型的离散量理论预测

根据最近的SCOP库,依据2616个蛋白质结构域折叠类型的分类和PDB库中这些蛋白质的主二级结构序列,计算了这些蛋白质中α螺旋、β折叠和βαβ片段单元的数目,并以此为主要参数构成信息离散源,用离散量方法预测了这些蛋白结构域的折叠类型.结果表明,运用各种不同标准集和检验集,得到α类、β类、α/β类和α β类蛋白质结构域的预测成功率均在99%,92%,89%和87%以上.对标准集总的平均预测成功率为93.82%,对检验集总的平均预测成功率为94.35%.     

氨基酸约化分类对亚线粒体蛋白定位的预测

在Du和Li构建的首个亚线粒体定位数据库基础上,将线粒体蛋白依据亚线粒体位置细分为四大类进行预测.对基于氨基酸的亲疏水特征、物理化学特征和结构特征的蛋白质序列约化信息做出讨论.给出在单肽组分和六类亲疏水约化情形下的蛋白质序列最佳分割位点,结果不仅符合真实生物学现象而且范围更加精确,可为相关实验研究提供参考.提出了最佳组合参数,该参数是ω=0.10,λ=22时亲疏水残基指数值及平行相关形式的伪氨基酸组分结合全序列单肽组分,利用支持向量机算法进行预测,达到了较好的预测结果.利用本文提出的最佳组合参数对未知蛋白序列进行检验,结果显示有一定注释作用,特别是对于Inner membrane类和Matrix类的预测精度较高.     

基于相对熵的蛋白质设计新方法

提出一个关于蛋白质设计的新的有效快速的优化方法, 其实质是按照Boltzmann分布搜索序列空间. 这一方法完全基于物理学原理, 在该方法中使用了相对熵的概念, 并把它作为优化的目标函数. 利用真实蛋白质的非格子模型对该方法进行了检验. 与同类工作相比, 得到了较好的结果. 该方法可以作为处理蛋白质折叠和逆折叠的统一框架.     

基于区间数贴近度的最大树聚类算法研究

针对特征指标和权重指标均为区间数的多指标信息聚类问题,在传统的数值信息最大树聚类法的基础上,给出了基于区间数的多指标信息聚类问题的一种具体算法.在此过程中,加权相似矩阵的提出克服了属性权重对聚类产生的双重影响;并通过引入相对贴近度的概念,对相似区间进行排序.最后,通过实例验证了此算法的有效性.     

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     

香云(Lentinus edodes polystictus verisicolor)浸膏的氨基酸分析

香云浸膏制成的香云片,可以治疗肝炎等疾病,芳香族氨基酸和含硫氨基酸在肝炎患者体内的代谢会受到障碍,对肝炎病人不利。为此分析了香云浸膏中上述两类氨基酸以及其它氨基酸的相对百分含量,结果表明:(1)上述两类氨基酸相对百分含量之和与日制云芝中提取的蛋白多糖(PSK)相近似,(2)几种食用蛋白质中的两类氨基酸的相对百分含量比香云浸膏中的大得多。由此说明香云浸膏中所含的上述两类氨基酸含量对肝炎患者显然无不利影响。     

大分子拥挤试剂对人肌肌酸激酶折叠途径的影响作用研究

为研究大分子拥挤试剂对蛋白质折叠过程的影响作用及其机制提供有价值的依据,在大分子拥挤环境下进行了人肌肌酸激酶的折叠动力学研究,发现质量浓度高的大分子拥挤试剂(ρ=200 g·L-1的BSA、 Dextran 70与Ficoll 70)通过增进部分折叠中间体的错误聚集,使酶的复性产率显著降低.相对质量浓度较低的大分子拥挤试剂(ρ≤100 g·L-1)对酶的复性产率影响不大,但对酶复性的动力学过程有较大影响,一方面可使无活性单体的二聚化变为复性速率最慢的限速步骤,另一方面又加快了二聚化的折叠中间体到天然构象的复性过程.     

高通量筛选高特异性的检测类风湿关节炎的生物探针分子

从靶蛋白-配体特异性结合角度,采用蛋白折叠码(PFSC)技术在PDB数据库中高通量地筛选出与TNFA_HUMAN靶点区结合灵敏度高的分子作为检测类风湿关节炎的生物探针分子.结果显示,小分子307具有相对较高的灵敏度和较低的检出限,可以作为生物探针来检测类风湿关节炎.结果显示,蛋白指纹检索技术是一种快速、有效的蛋白质结构检索工具,通过对数据库中海量数据的筛选,可为重大疾病的检测试剂开发提供先导信息.