基于不同标度伪氨基酸组成预测脂肪酶的类型

从序列出发预测某蛋白质是否为脂肪酶以及属于哪种脂肪酶具有重要的理论和应用价值.提出了基于Z标度和T标度的伪氨基酸组成方法提取序列特征值,采用了k-近邻算法回答上述问题.经参数选择后,三种方法在各自最优运行参数下,其1倍交叉验证的结果为:对脂肪酶和非脂肪酶预测精度分别为92.8%、91.4%和91.3%;对脂肪酶类型预测的精度分别为92.3%、90.3%和89.7%.其中基于Z标度伪氨基酸组成效果最佳.基于T标度的次之,但均明显优于其他6种常见的特征值提取方法,并对其可能的原因进行了探讨.     

酸性和碱性酶稳定性机制及其识别

了解酸性和碱性酶稳定性机制并对其进行识别具有重要理论和实践意义。通过分析105条酸性酶和111条碱性酶序列的氨基酸组成, 结果表明: 酸性酶中Trp、Tyr、Thr和Ser的含量明显高于平均值, 而Glu、Lys、Met和Arg的含量则明显低于平均值; 碱性酶中Trp、Ala和Cys的含量略高于平均值, 而Lys、Arg和Glu的含量则略低于平均值; 酸性和碱性酶中Ala、Glu、Leu、Asn、Arg、Ser和Thr的含量存在较大差异。在此基础上, 发展了一种加权氨基酸组成的方法对两种酶进行识别, 其自一致性检验的识别精度可达86.1%, 5倍交叉验证的精度为83.3%。建立了一种基于序列识别酸性和碱性酶的新方法。     

氨基酸和二肽组成对嗜压微生物蛋白质稳定性的影响

【目的】 比较嗜压和非嗜压微生物中蛋白质在氨基酸和二肽组成上的差异对嗜压蛋白稳定性机理的了解及在此基础上的定向改造具有重要意义。【方法】利用4种微生物全蛋白质组信息,统计了639对直系同源序列二级结构氨基酸组成及二肽组成并计算其偏差。【结果】结果表明：在β折叠和无规则卷曲中二者差异明显,β折叠中,嗜压蛋白含更多的缬氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,更少的精氨酸,赖氨酸,天冬氨酸;无规则卷曲中,嗜压蛋白含更多的缬氨酸和异亮氨酸,更少的甘氨酸和脯氨酸。而嗜压蛋白存在更多的YM、MN、KD、QC、CI、MW、MM、CY、WQ、HC、RC和QH,更少TW、MS、VD、DH、YE、CT、MW、CF、CK、CM、MY、QI、TH、MQ、QQ和MC。【结论】二肽比氨基酸包含更多的结构和序列信息,更有利于了解嗜压蛋白稳定性机制及指导其定向改造。     

基于二级结构氨基酸组成识别酸性、中性及碱性酶

本研究系统分析了酸性、碱性和中性酶在二级结构氨基酸组成上的差异。结果发现在形成特定二级结构过程中,酸性酶和碱性酶有着不同的氨基酸使用偏向;同时,在酸性和碱性酶中,中性氨基酸和侧链微小的氨基酸含量明显较高,这可能是它们适应极端pH的普遍机制。基于此,提出了一种提取蛋白质序列特征值的新方法,其10倍交叉验证的精度可达80.3%。与其他常见特征值提取方法相比,其精度提高了9.4%到18.7%不等;而随机森林算法比其他机器学习算法识别精度也高出2.7%到21.8%不等。     

嗜压蛋白氨基酸残基溶剂可及性对其稳定性的影响

【目的】研究嗜压微生物中蛋白质在不同结构区域的特点对了解其稳定的结构基础及设计新型嗜压酶具有重要意义。【方法】利用43对嗜压和非嗜压同源蛋白的晶体结构信息,将氨基酸所处结构分成3种:分子表面、中间区及内核区,统计了不同结构状态中氨基酸的差异。【结果】统计分析结果表明,嗜压蛋白具有明显的溶剂可及性结构特点:其分子表面Cys、Asp、Asn和Lys含量显著高于非嗜压蛋白,而Pro和Arg则相反;中间区域Ile、Met含量显著高,而Trp则相反;内核区Cys、Ile含量显著高,而Ala则相反。同时,非嗜压氨基酸在嗜压蛋白分子表面及内核区含量均显著高于非嗜压蛋白。【结论】嗜压和非嗜压蛋白在分子表面差异最为明显,将是改造嗜压酶的首选区域;同时,需要统计更多的样本,对氨基酸压力不对称指数进行修订。