噬菌體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理研究.pdf

1、噬菌體展示是一種高效獲得具有特定親和力的多肽或蛋白質(zhì)的現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)。在基礎(chǔ)研究中，可用于預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用位點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)；在應(yīng)用研究中，已廣泛用于疾病的診斷、預(yù)防與治療產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。然而，由于淘選體系與文庫(kù)內(nèi)在的原因，噬菌體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中往往混雜著選擇或增殖相關(guān)的靶位無(wú)關(guān)多肽（Target-Unrelated Peptides，TUP)，且僅靠實(shí)驗(yàn)本身的改進(jìn)并不能徹底消除這些噪聲。因此，借助信息學(xué)手段來(lái)報(bào)告噪聲序列，進(jìn)而對(duì)噬菌體展示數(shù)據(jù)進(jìn)

2、行計(jì)算純化等一系列預(yù)處理，不失為上佳之選。針對(duì)噬菌體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理問(wèn)題，我們進(jìn)行了如下工作：
　　1、開(kāi)發(fā)了基于模體的靶位無(wú)關(guān)多肽檢測(cè)工具TUPScan。通過(guò)對(duì)已知靶位無(wú)關(guān)多肽模體進(jìn)行匹配，TUPScan能夠判斷提交序列是否為潛在的靶位無(wú)關(guān)多肽。初步測(cè)試表明，TUPScan不僅能夠提高表位預(yù)測(cè)工具的性能，而且有助于模擬肽疫苗的研究。
　　2、開(kāi)發(fā)了基于數(shù)據(jù)庫(kù)的靶位無(wú)關(guān)多肽檢測(cè)工具——MimoSearch和MimoBla

3、st。為檢測(cè)不具備已知模體的靶位無(wú)關(guān)多肽，我們又構(gòu)建了一個(gè)模擬肽數(shù)據(jù)庫(kù)MimoDB，收集了全球各研究組利用噬菌體展示淘選隨機(jī)文庫(kù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)MimoSearch搜索此數(shù)據(jù)庫(kù)，可以查看實(shí)驗(yàn)者提交的多肽序列是否與其它已發(fā)表的結(jié)果完全相同；通過(guò) MimoBlast工具可對(duì) MimoDB進(jìn)行全數(shù)據(jù)庫(kù)序列比對(duì)，可以找到與提交序列不完全相同但高度相似的已發(fā)表結(jié)果。如果多個(gè)研究組在淘選實(shí)驗(yàn)中使用的靶位不同卻得到了完全相同或高度相似的序列，那么相應(yīng)

4、多肽極可能是靶位無(wú)關(guān)多肽。
　　3、開(kāi)發(fā)了基于支持向量機(jī)的靶位無(wú)關(guān)多肽預(yù)測(cè)工具——PhD7Faster和AvidinBinder。隨著噬菌體展示領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)的不斷積累，我們運(yùn)用支持向量機(jī)算法，開(kāi)發(fā)出兩個(gè)靶位無(wú)關(guān)多肽的預(yù)測(cè)工具。PhD7Faster能夠預(yù)測(cè)Ph.D.-7文庫(kù)中具有增殖優(yōu)勢(shì)的克隆，這有助于報(bào)告淘選此文庫(kù)所獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的增殖相關(guān)的靶位無(wú)關(guān)多肽；AvidinBinder能夠預(yù)測(cè)親和素結(jié)合多肽，這有助于報(bào)告親和素結(jié)合相關(guān)的靶

5、位無(wú)關(guān)多肽。
　　4、構(gòu)建了一個(gè)在線的噬菌體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理工具包 SAROTUP。為便于讀者使用，我們將上述研究成果開(kāi)發(fā)成一個(gè)界面友好的集成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)SAROTUP，用戶只需提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的序列信息，便可直接得到靶位無(wú)關(guān)多肽的報(bào)告結(jié)果。
　　綜上，本文提出了一系列報(bào)告靶位無(wú)關(guān)多肽的新方法，并且開(kāi)發(fā)出一個(gè)噬菌體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理工具包 SAROTUP（http://immunet.cn/sarotup/）。本課題的成果可能獲