蛋白質(zhì)相互作用間的信號(hào)傳遞方向?qū)ι矬w內(nèi)大多數(shù)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是非常重要的。隨著生命科學(xué)研究的不斷深入,積累了大量的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)以及由這些數(shù)據(jù)構(gòu)成的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò),同時(shí)也出現(xiàn)了通過(guò)各種形式對(duì)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注釋的方法。然而,僅有少數(shù)研究人員用蛋白質(zhì)相互作用間的信號(hào)傳遞方向?qū)Φ鞍踪|(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注釋。在目前的研究中,大多數(shù)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向的方法,都是從蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)出發(fā),僅考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩?很少涉及KEGG中經(jīng)過(guò)注釋的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)。少數(shù)利用已注釋的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)的方法也是從蛋白質(zhì)相互作用出發(fā),基于GO注釋或者結(jié)構(gòu)域相互作用與蛋白質(zhì)相互作用的關(guān)系,構(gòu)建表示方向信息的特征矩陣,訓(xùn)練用于分類的預(yù)測(cè)模型。然而,這些方法對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的理化特性都沒有涉及。為了解決這一問(wèn)題,本研究設(shè)計(jì)了一種從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的十種理化性質(zhì)出發(fā),預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向的方法,基于該方法訓(xùn)練了一個(gè)用于蛋白質(zhì)相互作用方向預(yù)測(cè)的支持向量機(jī)模型,并將該模型用于蛋白質(zhì)相互作用類別預(yù)測(cè)。首先,我們利用有特定方向的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù),計(jì)算蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的十種理化性質(zhì),構(gòu)成可以表示蛋白質(zhì)相互作用方向信息的特征矩陣,并用特征矩陣訓(xùn)練一個(gè)用于蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向預(yù)測(cè)的支持向量機(jī)模型,通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)和網(wǎng)格搜索算法,對(duì)支持向量機(jī)模型的核函數(shù)、懲罰因子以及核函數(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇,完成了對(duì)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化。然后,通過(guò)五次五倍交叉驗(yàn)證,對(duì)預(yù)測(cè)模型的整體性能進(jìn)行了分析,模型可以有效、穩(wěn)定用于蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向預(yù)測(cè);與不同分類方法、不同預(yù)測(cè)方法的性能比較,進(jìn)一步說(shuō)明我們的預(yù)測(cè)模型的有效性;對(duì)影響預(yù)測(cè)模型精度的結(jié)構(gòu)域理化特性組合進(jìn)行了研究,說(shuō)明十種理化特性的必要性;通過(guò)不同物種數(shù)據(jù)集上的性能對(duì)比,發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)模型在進(jìn)化程度高的物種上的性能更好。我們將基于結(jié)構(gòu)域理化性質(zhì)的方法用于人類蛋白質(zhì)相互作用間的激活/抑制類別的預(yù)測(cè),進(jìn)行了相關(guān)研究,預(yù)測(cè)結(jié)果為之后蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞類別預(yù)測(cè)提供了參考。總的來(lái)說(shuō),本文提出了一種基于結(jié)構(gòu)域理化性質(zhì)信息預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向的方法;通過(guò)此方法建立的支持向量機(jī)模型可以有效用于蛋白質(zhì)相互作用間信號(hào)傳遞方向的預(yù)測(cè)。另外,本研究還對(duì)影響預(yù)測(cè)模型精度的結(jié)構(gòu)域理化性質(zhì)組合進(jìn)行了研究,證明結(jié)構(gòu)域十種理化性質(zhì)的必要性;并將基于結(jié)構(gòu)域理化性質(zhì)的方法擴(kuò)展到人類蛋白質(zhì)相互作用類別研究。這可以為研究人員利用蛋白質(zhì)相互作用方向和類別對(duì)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步注釋提供新的思路。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q51
【部分圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文體蛋白內(nèi)的相關(guān)酶活性被激活，從而使受體蛋白與和它相連接的接方式發(fā)生改變，同時(shí)使中間體的定位或者功能發(fā)生變化；進(jìn)一發(fā)生變化，使相應(yīng)的因子移動(dòng)到細(xì)胞核內(nèi)部，控制基因的表達(dá)；胞核內(nèi)部的其他蛋白質(zhì)發(fā)生作用，使其發(fā)揮作用[1,2,9]。

細(xì)胞的生命活動(dòng)中起重要作用，例如生長(zhǎng)、分化、代物生命活動(dòng)的重要途徑。隨著生命科學(xué)研究的不斷深導(dǎo)數(shù)據(jù)，純實(shí)驗(yàn)的方法已經(jīng)不能滿足愈加復(fù)雜的信號(hào)生物信息學(xué)的方法引入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究中。例如：Kelly Bp 等人成功將釀酒酵母菌中的信號(hào)通路擴(kuò)展到的跨物種研究[17]。這種基于信號(hào)通路的方固然很高的熟的信號(hào)通路為模板來(lái)搜尋不同物種中的信號(hào)通路，。白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中預(yù)測(cè)信號(hào)傳導(dǎo)通路已經(jīng)成為該 等人提出一種線性時(shí)間算法，在幾個(gè)生物學(xué)約束條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[18]。劉偉等人首先提出一種基于結(jié)構(gòu)域?qū)Φ鞍踪|(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行方向注釋；接著從方向出新的信號(hào)傳導(dǎo)通路[1]（圖 1-3 為劉偉等人推斷的新信

圖 1-3 酵母雙雜交技術(shù)示意圖[22]Fig 1-3 Yeast two hybrid術(shù)是 Fields 在 1989 年提出的[19]，他通過(guò)對(duì)酵母轉(zhuǎn)錄 N 端第 1-147 氨基酸殘基區(qū)和 C 端的第 768-881 氨 DNA 結(jié)合域(DNA binding domain，DNA-BD)和轉(zhuǎn)D)[20]。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域彼此分離，但是當(dāng)他們?cè)诳臻g轉(zhuǎn)錄。人們將要預(yù)測(cè)的兩個(gè)蛋白質(zhì)的互補(bǔ) DNA 序合區(qū)（BD）構(gòu)造新的融合蛋白，讓這兩個(gè)融合蛋個(gè)蛋白質(zhì)之間有相互作用關(guān)系，則會(huì)導(dǎo)致酵母激活有生物活性的轉(zhuǎn)錄因子。通過(guò)生物技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄之間能否相互作用。酵母雙雜交技術(shù)的具體過(guò)程而且具有較高的精確度和靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，但是容易

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2 陳心浩;胡儉;;基于多特征融合預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用界面[J];中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年03期

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5 馮舒s

本文編號(hào)：2823756