蛋白質-蛋白質相互作用界面和熱點預測的方法研究.pdf

1、蛋白質相互作用是分子生物學研究的熱點和難點。蛋白質在細胞水平所發(fā)揮的生命活性都是通過蛋白質一蛋白質之間的相互作用來完成的。例如細胞的代謝、信號轉導途徑、免疫確認、DNA復制、基因翻譯和蛋白質合成等。針對蛋白質一蛋白質相互作用的特點、界面結構特征以及協(xié)調蛋白質相互作用中形成具有特定功能的結構模塊的識別展開深入研究,有助于在分子、細胞和生物體等多個層次上全面揭示生命現(xiàn)象的本質。
　　 本文提出用機器學習方法來開展蛋白質相互作用界面特

2、性的相關研究,旨在研究相互作用的界面結構域,以及界面關鍵作用點,從而由點及面的識別出具有生物功能的結構模塊。它為蛋白質功能的解釋提供了新的研究途徑。通過對國內外有關界面的研究現(xiàn)狀分析,發(fā)現(xiàn)界面的相關研究在計算機科學和數(shù)學領域內還存在較大的潛力。本文正是基于以上分析來開展研究工作。首先,提出一種基于氨基酸序列的自相關系數(shù)的蛋白質特征編碼方式對相互作用界面進行預測;其次,提出基于圖論的網(wǎng)絡拓撲法來計算界面完整結構域;再次,提出了多特征隨機融

3、合法構建預測器對熱點殘基進行預測;最后,對熱區(qū)模塊的識別工作做了初步的調研,為下一步工作提供了研究方向。
　　 本文得到的界面預測結果較為穩(wěn)定,因為蛋白質特征編碼考慮了序列間的長程作用關系,從數(shù)學模型上改變蛋白質的編碼從而提高了預測精度。熱點殘基的實驗結果較為理想,反映了多特征隨機融合能突破單純依靠參數(shù)指標選擇屬性組合策略的局限性,并能在有限種屬性組合下最大概率的尋找關聯(lián)度較高且冗余度較低的屬性組合。利用多特征隨機融合得到的實驗