基于結(jié)構(gòu)域的人類整合素粘附體相互作用預(yù)測研究.pdf

1、整合素粘附體蛋白間的相互作用對大多數(shù)的生物進(jìn)程是非常重要的。隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，積累了大量的整合素粘附體信號分子間相互作用數(shù)據(jù)，同時也出現(xiàn)了許多預(yù)測蛋白質(zhì)相互作用（Protein–Protein Interaction，PPI）的方法。其中，基于結(jié)構(gòu)域信息來預(yù)測PPI是近年來研究的熱門領(lǐng)域。然而，這些方法大多數(shù)都是從蛋白質(zhì)層面出發(fā)，利用蛋白質(zhì)對與結(jié)構(gòu)域之間的關(guān)系構(gòu)建預(yù)測模型，這導(dǎo)致了它們的預(yù)測結(jié)果存在較高的假陰性。為了解決這一問題，本

2、研究設(shè)計了一種從結(jié)構(gòu)域?qū)用娉霭l(fā)，預(yù)測PPI的方法。利用該方法預(yù)測了整聯(lián)蛋白粘合體的相互作用；并依次構(gòu)建了PPI網(wǎng)絡(luò)、預(yù)測了整合素粘附體信號分子的相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路；利用計算的方法，從分子水平探索并理解了信號分子間相互作用的機(jī)制。
　　首先，我們利用結(jié)構(gòu)域相互作用（Domain–Domain Interaction，DDI），以及蛋白質(zhì)與結(jié)構(gòu)域間的相互關(guān)系建立了一個預(yù)測 PPI的模型。選用已被證明的PPI數(shù)據(jù)對預(yù)測模型中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

3、；并把優(yōu)化后的模型與其他預(yù)測PPI的方法進(jìn)行了比較，來檢測該模型預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和靈敏性。
　　然后，利用該預(yù)測模型對含有147個整聯(lián)蛋白粘合體的源數(shù)據(jù)（source data）進(jìn)行了相互作用預(yù)測；共得到736對PPI以及與其相應(yīng)的置信概率（confidence probability）。基于這些相互作用，構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)；并根據(jù)這些相互作用的方向性，分別構(gòu)建了無方向網(wǎng)絡(luò)和有方向網(wǎng)絡(luò)，以網(wǎng)絡(luò)圖（network graphs）的形式對

4、這些整合素粘附體蛋白的相互作用進(jìn)行了分析研究。
　　最后，以蛋白質(zhì)對相互作用的置信概率為邊權(quán)，對預(yù)測出的736對相互作用的整合素粘附體蛋白對，構(gòu)建了加權(quán)的PPI網(wǎng)絡(luò)；利用動態(tài)規(guī)劃算法計算其中最小權(quán)重的線性通路，將計算得到的線性通路按一定的規(guī)則組裝成了通路網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)了從整合素粘附體的加權(quán)PPI網(wǎng)絡(luò)中預(yù)測信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。最終預(yù)測得到7個與整合素粘附體信號分子相關(guān)的可能的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。
　　總的來說，本研究提出了一種基于結(jié)構(gòu)域信