簡(jiǎn)單接頭蛋白PDZK1配體的鑒定，配體間功能性相互聯(lián)系預(yù)測(cè)以及驗(yàn)證;通過整合機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)系統(tǒng)高效鑒定HPV 16 E6相互作用PDZ結(jié)構(gòu)域蛋白.pdf

1、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)和特征，幾乎所有的蛋白質(zhì)都需要通過與其它蛋白質(zhì)相互作用形成復(fù)合體進(jìn)而發(fā)揮功能，蛋白與不同的配體蛋白結(jié)合，發(fā)揮不同的功能、參與不同的信號(hào)通路。接頭蛋白在相互作用網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)關(guān)鍵位置，起“橋梁”作用，在生命調(diào)控機(jī)制中發(fā)揮重要功能。
　　 本論文主要系統(tǒng)全面鑒定了簡(jiǎn)單接頭蛋白PDZK1在全蛋白質(zhì)組學(xué)水平上的潛在配體，并且通過文獻(xiàn)挖掘的方法對(duì)其配體間的功能上的聯(lián)系進(jìn)行了預(yù)測(cè)并且加以驗(yàn)證。

2、
　　 PDZK1作為一種簡(jiǎn)單接頭蛋白，目前僅發(fā)現(xiàn)四個(gè)PDZ結(jié)構(gòu)域，沒有其他功能性結(jié)構(gòu)域的發(fā)現(xiàn)。在本論文中，主要運(yùn)用酵母雙雜交篩選隨機(jī)多肽文庫聯(lián)合高通量驗(yàn)證篩選PDZ配體庫在全蛋白質(zhì)組水平上系統(tǒng)全面鑒定PDZK1所有的潛在配體蛋白。
　　 我們假設(shè)與同一個(gè)接頭蛋白相互作用的配體之間存在非常大的功能上的相關(guān)性，在于它們是否可以滿足其中任意一個(gè)條件。1)同一個(gè)蛋白的兩個(gè)配體具有類似的功能模式。對(duì)于某一個(gè)蛋白名稱和某一個(gè)生物學(xué)

3、功能描述詞語同時(shí)出現(xiàn)在文獻(xiàn)中可以粗略的反映蛋白和功能之間的聯(lián)系，一個(gè)蛋白名稱與一系列生物學(xué)功能關(guān)鍵詞中的某些同時(shí)出現(xiàn)在文獻(xiàn)中，而另一個(gè)配體在恰恰和這些功能關(guān)鍵詞同時(shí)出現(xiàn)在文獻(xiàn)中，說明他們可能具有相同的功能模式，那就表明它們之間存在著功能上的相關(guān)性。2)兩個(gè)蛋白的生物學(xué)功能具有很強(qiáng)的相關(guān)性。在檢索時(shí)，可以通過兩個(gè)描述生物學(xué)功能詞語共同存在的文獻(xiàn)數(shù)目和單獨(dú)存在的文獻(xiàn)數(shù)目之比來計(jì)算功能之間的相關(guān)系數(shù)。本研究運(yùn)用MILANO(Microarra

4、y Literature-based Annotation)在線工具(http://milano.md.huji.ac.il)進(jìn)行文獻(xiàn)挖掘，并基于上述假設(shè)進(jìn)行配體間具有功能性聯(lián)系的預(yù)測(cè)并且對(duì)此預(yù)測(cè)體系進(jìn)行準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)。
　　 基于文獻(xiàn)挖掘預(yù)測(cè)體系準(zhǔn)確度比較高的基礎(chǔ)上，本研究將此預(yù)測(cè)體系運(yùn)用到所研究蛋白PDZK1上，在酵母三雜交體系中確認(rèn)了某個(gè)配體的存在可以對(duì)另一個(gè)配體與PDZK1的結(jié)合產(chǎn)生影響，并且在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中驗(yàn)證高表達(dá)的PD

5、ZK1配體D-AKAP2可以減弱PDZK1與BCR的相互作用。本研究策略可以適用于具有結(jié)合線性多肽結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白的研究。
　　 本文的第二部分通過整合機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)系統(tǒng)高效鑒定HPV16E6相互作用PDZ結(jié)構(gòu)域蛋白。以往通過篩選等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某個(gè)特定蛋白相互作用蛋白通常需要大量的時(shí)間和精力，而且通常會(huì)受到實(shí)驗(yàn)條件以及高豐度對(duì)低豐度抑制的影響。一種高效的方法是采用高通量算法對(duì)蛋白數(shù)據(jù)庫中蛋白進(jìn)行預(yù)篩來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)蛋白相互作用蛋白，而后

6、通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
　　 高危型人乳頭瘤病毒Human papillomavirus HPV16E6蛋白的C末端具有PDZ結(jié)構(gòu)域結(jié)合位點(diǎn)，具有和PDZ結(jié)構(gòu)域蛋白結(jié)合的能力，而低危型人乳頭瘤病毒與之相比，缺失與PDZ結(jié)構(gòu)域相互作用能力。在本論文第二部分研究中，我們利用整合機(jī)器學(xué)習(xí)算法系統(tǒng)預(yù)測(cè)聯(lián)合酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)鑒定HPV16E6相互作用蛋白質(zhì)，證實(shí)了Veli3蛋白在酵母雙雜交系統(tǒng)中與HPV16E6具有相互作用，提示在細(xì)胞環(huán)境中Veli3