生物信息學(xué) 第十一章利用蛋白質(zhì)序列的預(yù)測方法

1、11利用蛋白質(zhì)序列的預(yù)測方法reasD.BaxevanisGenomeTechnologyBranchNationalHumanGenomeResearchInstituteNationalInstitutesofHealthBethesda.MrylDavidLsmanNationalCenterfroBiotechnologyInfmaitonComputationalBiologyBranchNationalLibraryofMe

2、dicineNationalInstituteofHealthBethsda.Maryl本書對(duì)數(shù)據(jù)庫的討論及前幾章中提供的信息都說明，當(dāng)前各種公共數(shù)據(jù)庫中的序列信息的數(shù)量正急劇增加。與我們已知的核酸序列一樣，所有蛋白質(zhì)序列，無論是直接測得還是由核酸序列中的開放閱讀框轉(zhuǎn)換而來，都包含有決定其結(jié)構(gòu)功能的內(nèi)在信息?？上в脤?shí)驗(yàn)方法獲取這些信息的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上單純序列數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度。象圓二色譜、旋光色散、X光晶體衍射和核磁共振都是確定結(jié)構(gòu)特征的強(qiáng)

3、有力技術(shù)，但它們的實(shí)現(xiàn)需要大量時(shí)間，并對(duì)技術(shù)和技巧都有很對(duì)數(shù)據(jù)庫中的每一個(gè)蛋白序列，算法會(huì)對(duì)其氨基酸組成與所查詢的氨基酸組成的差異打分。由電子郵件返回的結(jié)果被組織成三級(jí)列表：第一張列表中的蛋白都基于特定的物種分類而不考慮pI和分子量；第二張列表包含了不考慮物種分類、pI和分子量的全體蛋白；第三張列表中的蛋白不但基于特定物種分類，并且將pI和分子量也考慮在內(nèi)。雖然計(jì)算所得結(jié)果各不相同，但零分表明了該序列與提出的組成完全相符。AACompI

4、dent的一個(gè)變種，AACompSim提供類似的分析，但與前者以實(shí)驗(yàn)所得的氨基酸組成為依據(jù)進(jìn)行搜索不同，后者使用SWISSPROT中的序列為依據(jù)（Wilkins等，1996）。利用ComputepIMW（見下）所得的不同數(shù)值可以計(jì)算出理論等電點(diǎn)和分子量。有報(bào)道稱，氨基酸組成在物種之間是十分保守的（Cdwell等，1995），并且通過分析氨基酸的組成，研究者能從低于25％序列相似性的蛋白之間發(fā)現(xiàn)弱相似性（Hobohm和Ser，1995）。

5、因此，在“傳統(tǒng)的”數(shù)據(jù)庫搜索基礎(chǔ)上輔以組成分析，能為蛋白質(zhì)之間關(guān)系提供更多見解。PROPSEARCHPROPSEARCHPROPSEARCH與AACompSim一樣，也利用蛋白的氨基酸組成來檢測蛋白質(zhì)之間的微弱聯(lián)系。據(jù)該軟件開發(fā)者稱這一技術(shù)能輕易發(fā)現(xiàn)同一蛋白質(zhì)家族的成員（Hobohm和Ser，1995）。但這一技術(shù)比AACompSim更加強(qiáng)壯：它使用了144種不同的物化屬性來進(jìn)行分析，其中包括分子量、巨大殘基的含量、平均疏水性和平均電荷

6、等。這些屬性的集合被稱作“查詢向量”，并將其與數(shù)據(jù)庫（SWISSPROT和PIR）中的每個(gè)序列預(yù)先計(jì)算好的向量進(jìn)行比較。擁有這樣一個(gè)預(yù)先計(jì)算好的“向量數(shù)據(jù)庫”大大節(jié)約了每次查詢所需的時(shí)間。PROPSEARCH的Web服務(wù)所需的輸入是查詢序列本身，其輸出的一個(gè)實(shí)例為圖11.1。這里作為查詢序列的是人自身抗原N90的序列。結(jié)果由距離分值分成幾段，該分值代表了查詢序列與由PROPSEARCH找到的新序列之間的相似性程度，從而屬于同一家族，因此

7、通常表明具有相似的功能。10分或更低表明兩種蛋白相似的可能性大于87％。低于8.7分將相似性可信度提高到94％，而低于7.5分則達(dá)到99.6％。分析圖11.1的結(jié)果可見，N90與一些核轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶、一個(gè)retinoblastoma結(jié)合蛋白、肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白radixin和推測是一種GTP酶靶蛋白的RalBP1等蛋白相似。既然這些蛋白的功能各自不同，它們并不都是想要的結(jié)果；然而，其中許多是DNA的結(jié)合蛋白，這就暗示一種可能是在不同功

8、能區(qū)中都采用了的十分相似的結(jié)構(gòu)域。至少進(jìn)行一次BLASTP搜索對(duì)確認(rèn)結(jié)果和識(shí)別關(guān)鍵性殘基是十分必要的。Fragmentsearch:OFF(POS1POS2arebeginendofsequence)RankIDDISTLEN2POS1POS2pIDE1p1s181930.0072717275.33autoantigenN90–human2ubf1_human1.3676417645.62NUCLEOLARTRANIONFACT1(UP