基于擾動傳播的重要蛋白發(fā)現(xiàn)方法.pdf

1、在計算生物信息學(xué)領(lǐng)域，重要蛋白作為生物存活和功能正常所必需的蛋白，在藥物靶標(biāo)定位、致病基因查找和合成生物學(xué)等方面有著非常廣泛應(yīng)用。如何高效的找出重要蛋白已經(jīng)成為了該領(lǐng)域研究的一個熱點問題。現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)重要蛋白的方法主要有兩類，一類是通過生物實驗驗證，另一類是通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模，利用節(jié)點中心性的來查找。前一類方法非常耗時耗力，而且并不適用于所有物種。后一類計算型方法卻因其快速高效而受到重視。但是在后一類方法中，許多方法只考慮了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靜

2、態(tài)特征，并未考慮蛋白質(zhì)交互網(wǎng)絡(luò)自身的動態(tài)特征，致使其在實際應(yīng)用時查找效率已達(dá)到瓶頸。
　　本研究結(jié)合蛋白質(zhì)交互網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和蛋白質(zhì)濃度數(shù)據(jù)，通過質(zhì)量作用方程進(jìn)行擾動傳播實驗，觀察網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點是否受到擾動，建立濃度耦合矩陣，最后根據(jù)受擾動影響的節(jié)點的影響力來評測擾動節(jié)點的新的影響力。之所以通過擾動傳播來評價節(jié)點的影響力是因為：重要蛋白作為生物存活和功能正常所必須的蛋白，其濃度的變化勢必要導(dǎo)致生物功能的紊亂，其濃度變化的影響力也要比其他非重

3、要蛋白濃度變化的影響力要大，通過擾動實驗，我們能夠清楚的觀測到一個節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點的影響，正好可以以此當(dāng)作節(jié)點的影響力評估，影響力越大，則其是重要蛋白的概率也就越大。在酵母菌蛋白質(zhì)交互網(wǎng)絡(luò)和小鼠胰島蛋白質(zhì)交互網(wǎng)絡(luò)上實驗發(fā)現(xiàn)，本文方法相較于其他常見的五種基于中心性的方法能夠找到更多的重要蛋白，并且所找到的重要蛋白與其他方法相比較交集很小。作為一個排序型算法，我們還計算了兩類網(wǎng)絡(luò)對本文方法和其他中心性方法的魯棒性，為做比較我們還加入了隨