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文檔簡介
1、固有無序蛋白(IDPs,Intrinsic Disordered Proteins)是近些年發(fā)現(xiàn)的一類普遍存在且缺乏穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu)的天然蛋白,在多種生理與病理過程中行使重要的生物學(xué)功能。由于結(jié)構(gòu)柔性大,實驗研究IDPs難度很大。目前IDPs的許多生物機理還不清楚,基于生物信息學(xué)方法發(fā)展IDPs預(yù)測分析算法為IDPs的研究提供了重要研究工具。自固有無序蛋白被發(fā)現(xiàn)以來,研究人員發(fā)展了多個IDPs預(yù)測算法,然而多數(shù)預(yù)測算法效率不高,不同預(yù)測算法
2、之間的預(yù)測結(jié)果具有很大差異,還需要更加全面、深入挖掘IDPs固有序列結(jié)構(gòu)特征。已有的IDPs預(yù)測算法都是基于蛋白質(zhì)序列特征構(gòu)建而成,因此為了揭示IDPs更深層次序列結(jié)構(gòu)特征,本文系統(tǒng)研究了IDPs中有序區(qū)和無序區(qū)對應(yīng)在DNA序列層次的差異特征,在此基礎(chǔ)上發(fā)展了IDPs有序區(qū)/無序區(qū)預(yù)測分類算法,為今后IDPs預(yù)測提供了新思路,論文主要工作如下。
1.基于DNA水平的IDPs有序區(qū)/無序區(qū)序列特征分析
以最新版本的ID
3、Ps數(shù)據(jù)庫DisProt6.02中的注釋信息為基礎(chǔ),本文首先從EMBL核酸數(shù)據(jù)庫獲取了IDPs對應(yīng)原始基因組中的DNA序列,經(jīng)過去冗余等環(huán)節(jié),最終構(gòu)建了包含1063條有序區(qū)和499條無序區(qū)數(shù)據(jù)集?;谠摂?shù)據(jù)集,本文借助序列分析CGR(Chaos Game Representation)模型、密碼子偏好分析等方法,深入研究了有序區(qū)和無序區(qū)序列的特征差異,結(jié)果表明有序區(qū)和無序區(qū)在單堿基、二聯(lián)體核苷酸、密碼子使用等方面存在不同程度的差異,具有
4、一定的偏好性。進(jìn)一步分析表明無序區(qū)有更寬的密碼子使用范圍,密碼子用法差異較大,具有相似密碼子用法的基因數(shù)量少,而有序區(qū)密碼子用法相似。對密碼子各位點GC相對含量、嘌呤與嘧啶的含量差分析結(jié)果表明有序區(qū)和無序區(qū)存在一定的特征差異。無序區(qū)G+C含量差異較大,無序區(qū)密碼子第三位位點偏好使用嘌呤而有序區(qū)偏好使用嘧啶。此外,本文對有序區(qū)和無序區(qū)連接位點區(qū)域的序列特征進(jìn)行了比較分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無序區(qū)具有相對保守的序列特征。因此,上述研究表明了IDPs有
5、序區(qū)和無序區(qū)在DNA層次展現(xiàn)了不同程度的序列特征,為IDPs預(yù)測奠定了理論基礎(chǔ)。
2.融合蛋白質(zhì)及DNA序列特征的IDPs有序區(qū)/無序區(qū)分類方法
為了能夠定量刻畫IDPs有序區(qū)和無序區(qū)的差異特征,本文分別選取了三種特征參數(shù)作為IDPs分類算法的輸入?yún)?shù):第一種特征對應(yīng)DNA序列單堿基、二聯(lián)體核苷酸、三聯(lián)體核苷酸使用頻率;第二種特征引入了基于TN曲線和Z曲線提出的75個特征參數(shù)來描述三聯(lián)體核苷酸的組成及排列信息;第三種
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