蛋白質(zhì)單點突變折疊速率改變的統(tǒng)計分析.pdf

1、在生物體內(nèi)蛋白質(zhì)可以自主地折疊到它的獨特的三維結構，而對于蛋白質(zhì)折疊機制的理解是分子生物學的中心問題之一。實驗上，探測蛋白質(zhì)折疊機制通常采用單點突變擾動的方法，通過對折疊和解折疊速率的相對效應的分析，即φ-value分析，來推斷過渡態(tài)系綜(transition-state ensemble, TSE)的細致結構。迄今為止，實驗研究已經(jīng)積累了超過20個蛋白質(zhì)800多個變體的折疊速率數(shù)據(jù)，這為從理論上研究蛋白質(zhì)變體折疊速率問題提供了基礎。<

2、br>　　用生物信息學來預測蛋白質(zhì)單點突變后折疊速率的改變量開始于 Gromiha研究組。2010年Gromiha研究組給出了第一個對蛋白質(zhì)單點突變后折疊速率是加快還是減慢進行決策的二分類預測模型，其后Gromiha小組又相繼于2012年和2015年給出了兩個基于氨基酸的若干物化性質(zhì)的二次回歸或多元回歸預測模型，來預測變體折疊速率改變量的真實值。最近，Mallik等基于殘基水平的共進化信息，提出一個相對共進化序(relative co-

3、evolution order, rCEO)參數(shù)來預測蛋白質(zhì)單點突變后折疊速率改變量，得到了較好的結果。
　　我們的研究不同于Gromiha和Mallik等是針對某個具體變體折疊速率改變量的預測，而是受到Garbuzynskiy等2013年關于單域球蛋白質(zhì)折疊速率分布的黃金三角法則的啟示，將我們的研究目標聚焦在尋找蛋白質(zhì)單點突變后折疊速率的分布規(guī)律。在對突變殘基相對溶劑可及性(relative solvent accessibil

4、ity, RelAcc)進行簡單截斷分類后，統(tǒng)計了突變殘基分別處于埋藏、中間和暴露情形下變體折疊速率增量的關系。結果發(fā)現(xiàn)，平均地看當突變殘基處于埋藏位置時，其變體折疊速率增量最大，而處于暴露位置時變體折疊速率增量最小，處于中間位置時變體折疊速率增量處于二者之間。進一步，我們理論上給出了一個變體折疊速率增量依賴于突變殘基相對溶劑可及性分布的三角形法則，實驗測定的737個變體折疊速率增量全部落在了這個狹窄的三角形區(qū)域內(nèi)。
　　變體折疊