【摘要】：無論是在真核還是原核細(xì)胞中,賴氨酸是蛋白序列中最常見的翻譯后修飾位點(diǎn)。為了進(jìn)一步探究賴氨酸修飾的分子機(jī)制,需要準(zhǔn)確地識(shí)別出序列中賴氨酸修飾的位點(diǎn)和修飾的程度。到目前為止,識(shí)別賴氨酸修飾位點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法有很多,但這些實(shí)驗(yàn)方法通�；ㄙM(fèi)昂貴且耗時(shí)耗力。因此,基于蛋白質(zhì)序列信息預(yù)測(cè)賴氨酸翻譯后修飾位點(diǎn)的計(jì)算方法受到越來越多的青睞。在本文中,作者重點(diǎn)研究了兩種賴氨酸翻譯后修飾的類型(pupylation和琥珀�；�)。Pupylation在細(xì)菌中作為一種有利于細(xì)胞行使功能的翻譯后修飾類型,通常調(diào)節(jié)原核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)功能。在pupylation過程中,原核生物類泛素化標(biāo)記作用在功能上與泛素化相似,可以標(biāo)記靶蛋白來促進(jìn)蛋白酶體的降解。本文中,作者通過系統(tǒng)地分析開發(fā)了一個(gè)名為pbPUP的pupylation位點(diǎn)預(yù)測(cè)器。特別是作者采用了一套復(fù)雜的編碼方案,即基于氨基酸對(duì)的組成的編碼pbCKSAAP,用來表征pupylation位點(diǎn)周圍序列片段的序列模式和進(jìn)化信息,并應(yīng)用支持向量機(jī)構(gòu)建其預(yù)測(cè)模型。10折交叉檢驗(yàn)結(jié)果顯示,在pbPUP性能表現(xiàn)中AUC值為0.849,并且在獨(dú)立測(cè)試集中的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于現(xiàn)有的其他預(yù)測(cè)器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器pbPUP和后臺(tái)數(shù)據(jù)免費(fèi)提供服務(wù),網(wǎng)址為：http://protein.cau.edu.cn/pbPUP/。作為一種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾,賴氨酸的琥珀酰化在原核和真核生物中對(duì)于調(diào)節(jié)細(xì)胞過程中蛋白質(zhì)功能同樣起著重要的作用。本文中作者通過整合三種編碼方法開發(fā)了一個(gè)名為SuccinSite的計(jì)算工具來對(duì)蛋白質(zhì)琥珀�；稽c(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè),三種編碼分別為基于k空格氨基酸對(duì)組成的編碼,二進(jìn)制編碼和基于氨基酸理化性質(zhì)的編碼。5折交叉檢驗(yàn)結(jié)果顯示,在SuccinSite性能表現(xiàn)中AUC值為0.802,同樣在獨(dú)立測(cè)試集中的預(yù)測(cè)表現(xiàn)也好于其他現(xiàn)有預(yù)測(cè)器。此外,作者從隨機(jī)森林中訓(xùn)練出的模型中還提取到了位點(diǎn)周圍的信息特征和比較重要的特征組合規(guī)律,從側(cè)面解釋了預(yù)測(cè)器的工作原理。最后,作者整理了一個(gè)數(shù)據(jù)庫,其中包括4,411個(gè)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證的琥珀�；鞍踪|(zhì)中的12,456個(gè)琥珀�；稽c(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,訓(xùn)練及測(cè)試數(shù)據(jù)集,源代碼和數(shù)據(jù)庫均可以免費(fèi)供大家查看和使用,網(wǎng)址為：http://systbio.cau.edu.cn/SuccinSite/。綜上所述,本文中作者所開發(fā)的預(yù)測(cè)器(pbPUP和SuccinSite)將對(duì)賴氨酸的pupylation和琥珀�；稽c(diǎn)的預(yù)測(cè)具有較大的幫助。
[Abstract]:Lysine is the most common post-translational modification site in protein sequences, both in eukaryotic and prokaryotic cells. In order to further explore the molecular mechanism of lysine modification, it is necessary to accurately identify the sites and degree of lysine modification in the sequence. Up to now, there are many methods to identify lysine modified sites, but these methods are usually expensive and time-consuming. Therefore, prediction of lysine posttranslational modification sites based on protein sequence information has attracted more and more attention. In this paper, two types of lysine posttranslational modification (pupylation and succinylated). Pupylation) have been studied in bacteria as a kind of posttranslational modification that is beneficial to the function of cells, which usually regulates the protein function in prokaryotic cells. In the process of pupylation, prokaryotic ubiquitin labeling is functionally similar to that of ubiquitin, and can be labeled as target proteins to promote proteasome degradation. In this paper, a pupylation locus predictor called pbPUP is developed by systematic analysis. In particular, the authors used a complex coding scheme, namely, a coding pbCKSAAP, based on the composition of amino acid pairs to characterize the sequence patterns and evolutionary information of sequences around pupylation loci. The 10 fold cross test results show that the AUC value of the pbPUP performance is 0.849, and the performance of the independent test set is much better than that of other existing predictors. Web server pbPUP and background data are available free of charge at http://protein.cau.edu.cn/pbPUP/. As a newly discovered protein posttranslational modification, lysine succinylation also plays an important role in prokaryotic and eukaryote regulation of protein function. In this paper, the authors developed a computational tool called SuccinSite to predict succinylation sites by integrating three coding methods. The three codes are composed of k-space amino acid pairs. Binary coding and encoding based on the physicochemical properties of amino acids. 50% discount cross test results show that the AUC value of SuccinSite performance is 0.802, and the prediction performance in independent test set is better than that in other existing predictors. In addition, the authors also extracted the information features around the site and the more important feature combination rules from the model trained in the random forest, and explained the working principle of the predictor from the side. Finally, the authors collated a database containing 12456 succinylation sites of 4411 tested succinylated proteins. Web servers, training and testing datasets, source code and databases are free to view and use at http://systbio.cau.edu.cn/SuccinSite/. In conclusion, the predictors (pbPUP and SuccinSite) developed in this paper will be helpful to predict the pupylation and succinylation sites of lysine.
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q811.4

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本文編號(hào)：2387178