蛋白質(zhì)翻譯后修飾位點(diǎn)預(yù)測及其功能分析.pdf

1、蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTMs）對(duì)細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制起著重要的作用，它能影響蛋白的多種屬性，包括蛋白質(zhì)折疊，活性以及最終的功能。因此深入研究PTMs對(duì)于理解人類疾病發(fā)病機(jī)制具有重要作用。在過去十年，隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了大量的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)，這大大促進(jìn)了研究者對(duì)于PTMs的深入研究。雖然高通量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在PTMs識(shí)別和分析上取得了很大的成就，但是實(shí)驗(yàn)技術(shù)往往費(fèi)時(shí)費(fèi)財(cái)，且產(chǎn)出較低。因此有必要發(fā)展高效、可靠的理論計(jì)算方法學(xué)習(xí)PTMs。

2、本文從蛋白質(zhì)序列出發(fā)，結(jié)合多種特征提取方式，并采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法和進(jìn)化保守方法對(duì)PTMs功能以及PTMs與疾病的關(guān)系進(jìn)行了預(yù)測研究，主要工作總結(jié)如下：
　　 ⑴構(gòu)建了位置特異性的賴氨酸乙?；稽c(diǎn)預(yù)測模型。通過對(duì)乙酰化和非乙?；蛄械男畔⒃鲆娣治觯x出了對(duì)乙?；l(fā)生有影響的關(guān)鍵氨基酸位置，并構(gòu)成新的片段。結(jié)合氨基酸組成，進(jìn)化相似性以及氨基酸物化性質(zhì)三個(gè)方面提取新片段的特征值，并輸入支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行訓(xùn)練和預(yù)測。在正負(fù)樣本平衡數(shù)

3、據(jù)集條件下，通過10倍交叉驗(yàn)證，得到的預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到79.84％，馬氏相關(guān)系數(shù)為59.72％。特征分析表明以上三種特征提取方式對(duì)乙?；稽c(diǎn)的識(shí)別都有促進(jìn)作用。位置特異性分析顯示提取出來的關(guān)鍵氨基酸位置對(duì)于提高乙?；稽c(diǎn)預(yù)測模型的性能具有重要推動(dòng)作用。通過結(jié)合Matlab和 Asp.net技術(shù)構(gòu)建了在線預(yù)測平臺(tái)，服務(wù)網(wǎng)址為:http://bioinfo.ncu.edu.cn/inquiries_PSKAcePred.aspx。
　　

4、 ⑵分析了人類蛋白質(zhì)組范圍內(nèi)氨基酸變異對(duì)乙?；挠绊憽Ｊ紫然谛蛄羞M(jìn)化信息和氨基酸物理化學(xué)屬性構(gòu)建了僅僅預(yù)測人類蛋白乙?；稽c(diǎn)的預(yù)測模型KAcePred，隨后運(yùn)用該預(yù)測模型對(duì)發(fā)生變異與未發(fā)生變異的蛋白質(zhì)進(jìn)行一一預(yù)測，并定義AcetylAAVs為與乙?；嚓P(guān)的氨基酸變異。通過對(duì)比分析同一條蛋白上氨基酸變異前后乙?；陌l(fā)生狀態(tài)，將AcetylAAVs分為三種情況，并進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最終發(fā)現(xiàn)50.87％的氨基酸變異是潛在的AcetylAA

5、Vs，12.32％的能引發(fā)疾病的氨基酸變異能導(dǎo)致AcetylAAVs，并且通過統(tǒng)計(jì)分析得到直接產(chǎn)生新的賴氨酸乙?；稽c(diǎn)的氨基酸變異更有可能誘發(fā)相關(guān)疾病。其在線服務(wù)網(wǎng)址為:http://bioinfo.ncu.edu.cn/AcetylAAVs_Home.aspx。
　　 ⑶采用激酶特異性磷酸化位點(diǎn)預(yù)測方法系統(tǒng)分析了疾病相關(guān)磷酸化底物。首先基于磷酸化序列集富集分析(PSEA)方法構(gòu)建了激酶特異性磷酸化位點(diǎn)預(yù)測模型，并通過獨(dú)立測試證

6、明了我們構(gòu)建的方法在磷酸化位點(diǎn)預(yù)測上具有高效性。隨后，運(yùn)用該預(yù)測模型將收集到的所有與疾病相關(guān)的磷酸化底物進(jìn)行一一預(yù)測，以得到對(duì)應(yīng)的激酶信息。通過一系列的統(tǒng)計(jì)分析，最終發(fā)現(xiàn)促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族和糖原合成酶激酶(GSK)家族更傾向于催化異常磷酸化的發(fā)生，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)的疾病。這對(duì)于研究蛋白激酶抑制物，治療相關(guān)疾病具有重要指導(dǎo)意義。最后通過C#技術(shù)并結(jié)合Asp.net技術(shù)構(gòu)建了在線預(yù)測平臺(tái)，服務(wù)網(wǎng)址為:http://bioinf