基于扭轉參數(shù)預測蛋白質折疊速率.pdf

1、蛋白質折疊通常被定義為一個蛋白質獲得其功能性結構和構象的過程，而蛋白質折疊速率是一個衡量蛋白質折疊快慢的重要參數(shù)。在過去的數(shù)十年間，許多的模型被提出用來預測蛋白質折疊速率。總的來說，預測模型可以分為三類：基于蛋白質拓撲結構的模型、基于蛋白質鏈長的模型、基于氨基酸組分及其物化性質的模型。
　　本文提出一個預測蛋白質折疊速率的新參數(shù)——平均接觸二面角數(shù)，它間接地反映三個方面的信息：拓撲結構、鏈長和氨基酸組分。對于包含103個蛋白質的訓

2、練集，經(jīng)過Jackknife檢驗，我們模型的折疊速率的理論預測值與實驗值相關系數(shù)達到0.762。為了檢驗模型的魯棒性，本文構建一個包含32個蛋白質且獨立于訓練集的檢驗集，通過與其他5種基于網(wǎng)絡服務器的蛋白質折疊速率預測方法，結果顯示我們的模型的預測精度和魯棒性要好于大多數(shù)方法。
　　2010年，Luo和Zhang提出用動力學接觸序來預測蛋白質折疊速率，其定義基于一條多肽鏈的接觸殘基間轉動慣量和扭轉勢能。然而，動力學接觸序模型的轉動

3、慣量計算是建立在將整個氨基酸殘基質點化的基礎上，這就導致未能細致地反映出不同氨基酸側鏈的差異性。事實上，氨基酸側鏈決定一個具體蛋白質的全部特異性，包括其生物性功能和特定的三維結構。特別地，當?shù)鞍踪|大小相當時，側鏈的特異性將直接地反映其折疊速率的差異性。為了更加充分反映側鏈的差異性，重新將接觸定義為兩個不同殘基非氫原子之間的接觸，同時，對于20種氨基酸的轉動軸以及對應轉動原子做出新的定義。以此為基礎，本文提出兩個基于原子團的轉動慣量計算模

4、型:順序轉動慣量和接觸轉動慣量?；诎?03個蛋白質的訓練集，發(fā)現(xiàn)對于總轉動慣量而言，兩者與實驗折疊速率的相關系數(shù)分別為-0.636和-0.740。最終以接觸轉動慣量構建蛋白質折疊速率的預測模型，經(jīng)過Jackknife檢驗，基于103個蛋白質的計算結果表明，蛋白質總接觸轉動慣量預測折疊速率與實驗折疊速率的相關系數(shù)為0.768。
　　通過數(shù)據(jù)分析，得到三個主要結論：對于二態(tài)蛋白質，拓撲結構是影響蛋白質折疊的主要因素；對于多態(tài)蛋白質