基于组合特征集成的蛋白质相互作用位点预测

运用RBF神经网络预测蛋白质相互作用位点.首先提取序列谱、保守权重、熵值、复合物可及表面积和序列变化率等一系列蛋白质相互作用位点的关键特征.然后应用RBF神经网络以及它们的集成来对这些样本集进行训练与测试.使用10次交叉验证进行训练与测试,创建了4组具有对比性的蛋白质相互作用特征组合.实验中每加入一种新的特征时正确预测率都会相应的提高,特别是加入可及表面积和序列变化率特征时正确率提高幅度更大,表明利用多特征组合,结合RBF神经网络算法进行预测蛋白质相互作用位点的方法是正确有效的.     

一种预测判断蛋白质与DNA相互作用位点的新方法

蛋白质-DNA相互作用位点在各类生理生化反应中扮演重要角色.本论文旨在构建一种可以准确预测“相互作用位点”的方法：PdDNA，其内容主要包括支持向量机和序列匹配器.支持向量机通过提取相互作用位点中心残基的特征进行训练并分类，序列匹配器则通过蛋白质特征矩阵（PSSM）对氨基酸序列进行相关性评估，对二者结果进行归一化整合，得到最终的预测结果.利用公开数据集PDNA_62，我们的PdDNA预测准确率为86.87%.为进一步验证PdDNA可靠性，我们还自建了PDNA_224数据集，其预测准确率为83.07%，处于较高水平.因此PdDNA是一种有效的“蛋白质-DNA相互作用位点”预测方法.     

基于序列剖面和可及表面积的蛋白质相互作用位点的预测

蛋白质相互作用位点的预测对于突变设计和蛋白质相互作用网络的重构都是至关重要的.由于实验确定的蛋白质复合物和蛋白质配体复合物的结构依然相当少,预测蛋白质相互作用位点的计算方法就显得十分重要.该文提出了一种以支持向量机为分类器,以邻近残基的序列剖面和可及表面积为输入数据来预测蛋白质相互作用位点的方法.计算结果显示,界面残基和非界面残基被识别的准确率为75.12%,假阳性率为28.04%.与输入数据仅有序列剖面的方法相比,界面残基和非界面残基被识别的准确率提高了4.34%,假阳性率降低了4.63%.     

基于小波变换的蛋白质与DNA相互作用的计算机预测

蛋白质与DNA的相互作用在细胞的转录调控和DNA修饰等活动中至关重要.将改进的共鸣识别模型应用于预测酵母蛋白质与DNA的相互作用,运用小波变换找出阳性数据和随机数据的信噪比分布的差异,并通过阈值的选取达到了较好的预测结果.同时,将阳性数据与相应复合物的序列进行序列联配,找到了保守位点,进而从结合位点的角度验证了本方法的正确性.     

一种基于最优局部信息融合的蛋白质-亚细胞定位预测方法

 基于蛋白质的合成及分选机制,提出了一种新的蛋白质亚细胞定位预测方法。先采用遍历搜索技术,找出各种亚细胞蛋白质序列分选信号和成熟蛋白质之间的最佳分割位点,把蛋白质序列分为两条子序列,计算这两条子序列中的氨基酸组份并将它们融合起来作为整条蛋白质序列的特征,然后构造用于识别每类蛋白质的最佳子分类器,再根据最大化原则组建集成分类器。在NNPSL数据集上,采用5重交叉验证方法对本文方法进行测试,原核和真核两个蛋白质序列子集分别取得94.1%和87.5%的总体预测精度。同时,此方法在一些蛋白质序列中找到的分割位点与真实生物现象相吻合,能为预测蛋白质序列的剪切位点提供参考信息。     

基于混合核函数SVM的蛋白质相互作用预测方法

针对蛋白质相互作用的预测问题,提出一种以余弦核和线性差值累加核为基核的对偶混合核函数SVM的蛋白质相互作用预测方法.该方法充分考虑了蛋白质的结构域特征,同时根据蛋白质相互作用数据应具有顺序无关的特点,将"对偶"思想引入SVM核函数中.对两个真实的蛋白质相互作用数据集Yeast PPI和Human PPI的测试结果表明,提出的方法与其它方法相比能够有效地提高蛋白质相互作用预测的准确率.     

通过构建蛋白质结构域功能模版库做基于氨基酸序列的蛋白质功能位点预测(英文)

由蛋白质序列预测蛋白质功能位点对于理解蛋白质功能具有重大的意义,它同时也为生物学实验提供了重要依据.长期以来,基于知识库的方法一直是预测蛋白质功能位点的可靠方法.通过适当修改蛋白质结构分类库SCOP构建了一个附带功能注释的结构域模版库(fDPD),其中每个模版都包含一组序列和结构都非常相近的已知的蛋白质成员.fDPD通过隐马尔可夫模型方法HMMER由未知蛋白质的序列预测其功能位点.为了考察本方法的效果我们检测了两个通用的酶催化位点数据库,一个由约1 500个序列构成的钙离子结合蛋白数据库和从CASP9中提取出的数条蛋白质序列.我们的方法对于配体结合位点以及钙结合位点的预测取得了较高的精度和覆盖率,其催化位点的预测效果仅次于目前已知的最好的方法.我们的计算结果表明,结构上相似的蛋白质其功能位点倾向于出现在蛋白质表面上相似的位置.     

Ⅱ型抗癌晶体蛋白的芳香族氨基酸及其与抗肝癌活性间的关系

利用氨基酸序列比对,蛋白质间相互作用位点预测和蛋白质与蛋白质对接,研究Ⅱ型抗癌晶体蛋白的氨基酸组成与其抗肝癌活性之间关系.结果表明:Ⅱ型抗癌晶体蛋白分子上位点49,51,52,55～60,194和205～212的氨基酸残基,特别是芳香族氨基酸在配体和受体蛋白质间的相互作用中起着重要作用;在Hex的蛋白质与蛋白质对接中,配体P11和P32与受体甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的结合能量最低,表明P11和P32更容易与GAPDH结合.     

Netrin蛋白家族的进化分析

神经突起生长导向因子(Netrin)蛋白家族是分泌型蛋白质,其通过与不同的受体相互作用,在神经发育过程中起轴突导向和细胞迁移中发挥着双重导向功能.本文分别对涉及到细胞相互作用的Netrin基因家族的起源与进化进行研究.以进化史不同阶段的代表物种作为研究对象,通过使用MEGA的邻接法和似释然法分别对Netrin基因家族构建系统发育树;使用PAML 4.7工具以核苷酸序列作为分析材料进行选择压分析,筛选出发生正选择作用的位点;使用DIVERGE3.0软件对Netrin氨基酸序列进行功能分化分析,筛选出Ⅰ型和Ⅱ型功能分化位点.     

人IDE基因启动子生物信息学分析

对人IDE基因启动子进行生物信息学分析以获得人IDE基因启动子、CpG岛及转录因子结合位点特征.从UCSC基因组数据库成功获得人IDE基因5’调控区2 000 bp序列.Promoter 2.0、FPROM、NNPP预测人IDE基因分别有3个、2个、6个启动子.Relative profile score threshold选择80%、85%、90%、95%、100%时,JASPAR预测该序列存在5170、1771、454、87和5个可能的转录因子结合位点.Relative profile score threshold选择80%,搜索到6个潜在的TCF7L2转录因子结合位点.采用进化足迹法,LAGAN预测方法获得位于人和小鼠同源IDE基因启动子保守区域相同位置的转录因子结合位点为14个,包含转录因子SPI-1、cap、c-FOS、FREAC-3、c-ETS、Cdxa、HSF2等.发现一个CpG岛,位于1 303～1 705 bp 之间,大小为403 bp.人IDE基因启动子、CpG岛及转录因子结合位点的生物学信息学分析,为下一步基因表达调控实验奠定了基础.     

基于表面重塑方法的抗体HAb18可变区人源化设计

在分析抗体空间结构特点和残基间相互作用基础上,利用计算机辅助的分子设计和表面残基替换法进行鼠源抗体人源化设计。在抗体同源模建的基础上,利用序列分析和结构分析确定鼠源抗体可变区中外露的非人样差异残基,参考分子内、间氢键相互作用,最终选定将要突变的残基位点。使用这种方法对一株抗人肝癌细胞的单克隆抗体HAb18进行了人源化改造设计,并将候选位点分为三类,以便于在实验中依次突变,寻找降低鼠源抗体免疫原性和保持其生物功能之间适宜的平衡点。结果表明表面重塑方法可以有效地减少抗体人源化设计中CDR空间构象的变化,维持抗体生物活性,为试验提供有力的理论依据。     

Domainal evolution of a prokaryotic DNA repair protein and its relationship to active-transport proteins

The ABC excision nuclease of Escherichia coli is an ATP-dependent DNA repair enzyme composed of three protein subunits, UvrA, UvrB and UvrC. The DNA sequences of all three genes have been reported. UvrA, the component that binds directly to the DNA, and UvrB, which attaches itself to the UvrA-DNA complex, both contain consensus sequences though to be diagnostic of ATP-binding sites, although the UvrC sequence does not. We now report that a computer analysis of the UvrA sequence has revealed an unusual series of internal duplications centering around putative metal-binding sites which may be involved in the interaction with DNA. We also find a strong evolutionary relationship to a family of prokaryotic membrane-associated active-transport proteins.     

Activating protein factor binds in vitro to upstream control sequences in heat shock gene chromatin

DNA sequences, important for the control of Drosophila heat shock gene expression, are packaged in chromatin in a nuclease hypersensitive configuration. Recently, two protein-binding (exonuclease-resistant) sites which cover the TATA box sequence and an upstream control element were shown to occur in vivo amidst the 5' terminal hypersensitive regions of several heat shock genes. Protein-binding at the TATA box is independent of heat shock, but the binding at the upstream element is heat shock dependent, and it was proposed that a heat shock activator protein, HAP, positively regulates the genes. Here, I report the detection of HAP activity in heat shocked cell extracts by reconstituting specific binding to hsp82 gene chromatin in vitro. Inhibition of the binding by free DNA from the 5' region of heat shock genes implies a coordinate regulation of the gene family through HAP interaction with the upstream heat shock consensus sequence. Furthermore, the special ease of induction of the hsp82 gene over other heat shock genes can be explained in molecular terms by the higher affinity of HAP for the hsp82 binding site, which contains a 28 base sequence with almost perfect dyad symmetry, GAAGCCTCTAGAAG/TTTCTAGAGACTTC.     

中国四个小型猪品种生长激素基因克隆测序及分子进化研究

研究对中国四个小型猪五指山猪、贵州香猪、滇南小耳猪和藏猪的生长激素基因(pGH,porcine growth hormone)进行了克隆测序及构建分子进化树,考察该激素对小型猪体型的影响。通过筛选合适的引物,采用PCR技术,扩增了四个小型猪品种的pGH基因全序列,并对其进行了克隆测序分析。4个小型猪品种pGH基因全长为2006bp,包括5个外显子和4个内含子,CDS全长为648bp。将4个品种小型猪和长白猪、雅南猪、内江猪进行了核苷酸序列比对,共有63处发生了变异,变异率为2.9%,其中外显子有12处变异,全部为转换;内含子有51处发生了变异,包括转换、颠换和缺失。聚类结果基本符合其地方猪种的地理位置分布原则。     

Domain interactions of H-2 class I antigens alter cytotoxic T-cell recognition sites

H-2 class I antigens appear to direct the recognition of virus-infected and neoplastic transformed cells by cytotoxic T lymphocytes (CTLs). Here, to identify the regions of class I antigens involved in CTL recognition, four hybrid class I genes were constructed in which exons were exchanged between the H-2Kb and H-2Db genes. These class I genes were expressed in mouse L cells and recognition of the hybrid Kb/Db antigens by CTLs and monoclonal antibodies specific for either Kb or Db was investigated. The pattern of CTL and monoclonal antibody recognition obtained indicates three correlations between structure and function of class I antigens. First, most CTL recognition sites and alloantigenic determinants are located on domains 1 and 2 of the antigen molecule. Second, these CTL recognition sites and alloantigenic determinants are not influenced by interaction of domains 1 and 2 with polymorphic regions of domain 3. Third, in contrast, interaction between domains 1 and 2 alters these CTL recognition sites and alloantigenic determinants. The alteration of CTL recognition sites by interaction between domains 1 and 2 suggests that a CTL site may be formed by amino acids from both domains 1 and 2, or that the conformation of amino acids at a CTL site may be altered by interactions between domains 1 and 2. Through these two features, the conformation of CTL recognition sites on H-2 class I antigens may be sensitive to alteration by interaction of either domain 1 or 2 with viral antigens.