本文選題：蛋白質(zhì)翻譯后修飾　切入點(diǎn)：甲基化　出處：《南昌大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTMs)在細(xì)胞的多種生理調(diào)控過(guò)程和功能方面發(fā)揮著重要作用,它能影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。其中,蛋白質(zhì)甲基化是一種常見(jiàn)且可逆的翻譯后修飾,深入研究有助于理解其在細(xì)胞中的分子機(jī)制和各種功能作用。隨著質(zhì)譜技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)方面的迅速發(fā)展,產(chǎn)生了大量的蛋白質(zhì)甲基化數(shù)據(jù),有利地推進(jìn)了甲基化修飾的深入研究。雖然高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)在甲基化位點(diǎn)的鑒定上取得了較大成就,但實(shí)驗(yàn)方法仍然存在識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用昂貴和產(chǎn)出較低等缺點(diǎn)。因此,非常有必要發(fā)展高效、可靠的理論計(jì)算方法識(shí)別和分析甲基化修飾。本文從蛋白質(zhì)甲基化序列出發(fā),結(jié)合多種特征編碼方式并采用支持向量機(jī)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí),構(gòu)建了多種類(lèi)型的甲基化位點(diǎn)預(yù)測(cè)工具,并從遺傳變異的角度分析研究了氨基酸突變對(duì)甲基化修飾的影響以及癌癥疾病的潛在關(guān)聯(lián)。主要工作總結(jié)如下:1.構(gòu)建了物種特異性甲基化位點(diǎn)預(yù)測(cè)工具PSSMe。首先從常用蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和文獻(xiàn)中收集來(lái)自多個(gè)物種的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的甲基化數(shù)據(jù),然后利用多種特征編碼方式結(jié)合支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行不同物種甲基化模型的訓(xùn)練。另外,為了提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度,我們首次采用信息增益(IG)優(yōu)化方法分析特征的重要性和貢獻(xiàn)度,挑選出有價(jià)值的特征向量重新組成新的有序特征,用于構(gòu)建最終的預(yù)測(cè)模型。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練測(cè)試,我們的方法優(yōu)化特征之后相比單個(gè)特征顯著提高了大約15%的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。此外,我們的預(yù)測(cè)性能與其他的甲基化預(yù)測(cè)工具比較有明顯的提高。最終,應(yīng)用Matlab和Asp.net聯(lián)合編程構(gòu)建了物種特異性甲基化位點(diǎn)預(yù)測(cè)平臺(tái)PSSMe,服務(wù)網(wǎng)址為:http://bioinfo.ncu.edu.cn/PSSMe.aspx。2.基于序列信息和功能特征計(jì)算預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)中精氨酸和賴(lài)氨酸的不同類(lèi)型的甲基化位點(diǎn)。蛋白質(zhì)能被不同甲基轉(zhuǎn)移酶催化形成不同類(lèi)型的甲基化,根據(jù)添加甲基基團(tuán)的數(shù)量,賴(lài)氨酸殘基可以被催化形成單甲基、二甲基和三甲基以及精氨酸可以形成單甲基、對(duì)稱(chēng)二甲基和非對(duì)稱(chēng)二甲基類(lèi)型的甲基化,而不同類(lèi)型的甲基化參與的生物過(guò)程和功能作用也不一樣。首先我們收集甲基化位點(diǎn)數(shù)據(jù)并按甲基化類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),然后采用序列信息特征、進(jìn)化信息特征和功能信息特征結(jié)合支持向量機(jī)訓(xùn)練不同類(lèi)型的甲基化模型。結(jié)果顯示,功能富集能有效地識(shí)別不同類(lèi)型甲基化,基于序列信息結(jié)合蛋白的功能信息對(duì)不同類(lèi)型甲基化的預(yù)測(cè)性能顯著提升。最后,我們構(gòu)建了預(yù)測(cè)賴(lài)氨酸和精氨酸不同類(lèi)型甲基化位點(diǎn)的在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),服務(wù)網(wǎng)址為:http://bioinfo.ncu.edu.cn/PrexMe.aspx。3.系統(tǒng)分析了蛋白質(zhì)組范圍內(nèi)氨基酸變異對(duì)甲基化的影響以及對(duì)癌癥疾病的潛在關(guān)聯(lián)。首先收集了人類(lèi)甲基化數(shù)據(jù)和癌癥疾病相關(guān)的氨基酸變異數(shù)據(jù),基于先前構(gòu)建的甲基化預(yù)測(cè)工具PSSMe,對(duì)發(fā)生癌癥變異前后的蛋白進(jìn)行一一預(yù)測(cè),定義氨基酸變異改變甲基化狀態(tài)的位點(diǎn)為:與甲基化相關(guān)的癌癥氨基酸變異(methyCMs)。本文總結(jié)了三種不同類(lèi)型的變異情況,并基于預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)從突變氨基酸的發(fā)生情況、變異位點(diǎn)的無(wú)序打分和進(jìn)化保守打分,和對(duì)變異蛋白的亞細(xì)胞定位及富集功能與通路等方面深入分析癌癥變異蛋白。這將有助于理解甲基化相關(guān)的癌癥突變基因參與調(diào)節(jié)生物過(guò)程以及如何影響癌癥疾病的發(fā)生,為后續(xù)的研究甲基化與癌癥關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)。同時(shí),我們開(kāi)發(fā)了氨基酸變異對(duì)甲基化影響的在線(xiàn)服務(wù)網(wǎng)站,http://bioinfo.ncu.edu.cn/PSSMe-CMs_Home.aspx.。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R3411;O629.73

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本文編號(hào)：1667151