基于結(jié)構(gòu)相似性預(yù)測西尼羅病毒-人類蛋白質(zhì)相互作用.pdf

1、西尼羅病毒(West Nile virus，WNV)是黃病毒屬的蟲媒病毒，近年來由于其爆發(fā)性傳播，對全球人類健康構(gòu)成了極大的威脅。研究WNV蛋白與人類宿主蛋白間的相互作用，有助于從分子水平解釋W(xué)NV的致病機理和宿主的免疫應(yīng)答機制。由于目前WNV和人類蛋白互作的實驗數(shù)據(jù)相對匱乏，計算方法的開發(fā)有望彌補傳統(tǒng)實驗手段的不足。現(xiàn)有計算研究主要依賴于蛋白序列信息預(yù)測跨物種蛋白相互作用，然而蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)遠比序列保守，因此充分利用蛋白結(jié)構(gòu)信息有可能提

2、高WNV和人類蛋白質(zhì)互作的預(yù)測可靠性。
　　為構(gòu)建WNV與人類蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，本研究利用蛋白結(jié)構(gòu)相似性識別與WNV發(fā)生互作的人類蛋白。首先，利用結(jié)構(gòu)比對評價WNV蛋白與人類蛋白的結(jié)構(gòu)相似性，以人類蛋白互作網(wǎng)絡(luò)為模板庫來獲取WNV和人類蛋白質(zhì)互作對。隨后以互作對共享亞細胞定位作為篩選條件，構(gòu)建了由3，347個互作對構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，其中涉及6個WNV蛋白和1，970個人類蛋白。通過分析靶標蛋白的進化速率和網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性，發(fā)現(xiàn)這些蛋白在進化水平

3、上比非靶標蛋白更加保守，且在人類蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中傾向成為中心蛋白和瓶頸蛋白。三聯(lián)體分析表明靶標蛋白在種內(nèi)互作網(wǎng)絡(luò)中相互鄰近且具有共表達特性，說明這些蛋白可能具有相似的生物學(xué)功能。本研究進一步對上述靶標進行了GO功能注釋和KEGG富集分析，發(fā)現(xiàn)這些靶標主要參與病毒過程、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細胞粘附等多項生物過程，且主要與神經(jīng)營養(yǎng)信號通路相關(guān)。上述結(jié)果有助于闡明WNV的致病機理以及宿主免疫應(yīng)答的分子機制。
　　此外，通過比較WNV和登革熱病毒Ⅱ(

4、Dengue virusⅡ，DENV2)與人類蛋白間的互作網(wǎng)絡(luò)，識別出899個共靶標和266個WNV的特異靶標。通過比較它們的序列屬性、網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性以及進化速率等特征，發(fā)現(xiàn)共同靶標可能為序列長度更長、疏水性更強的蛋白，另外共同靶標在進化水平上比特異性靶標更加保守，且傾向成為人類互作網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點。最后，本研究通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓撲特征和已有的成藥靶標信息，預(yù)測出了34個抗WNV的潛在藥物靶標，其中11個靶標被報道與WNV的侵染相關(guān)。本研究從