用离散增量结合支持向量机方法预测蛋白质亚细胞定位

对未知蛋白的功能注释是蛋白质组学的主要目标。一个关键的注释是蛋白质亚细胞定位的预测。本文应用离散增量结合支持向量机(ID_SVM)的方法,对阳性革兰氏细菌蛋白的5类亚细胞定位点进行预测。在独立检验下,其总体预测成功率为89.66%。结果发现ID_SVM算法对预测的成功率有很大改进。     

一种预测细胞凋亡蛋白的亚细胞定位的新方法

细胞凋亡蛋白对生物体的发育、维持内环境稳定及人们理解细胞凋亡机制非常重要。文中提出了一种新的蛋白质序列特征提取方法—三肽离散源方法。计算了蛋白质序列中紧邻三联体的出现个数,利用离散增量极小化对凋亡蛋白进行定位预测;同时推广了张春霆等提出的内容平衡精度指数,使其能评估任意类的分类问题。实验结果表明:在凋亡蛋白定位预测研究中,三肽离散源方法在提高总体预测精度的同时,能够较好的解决样本不均衡问题;而内容平衡精度指数能比传统的总体预测精度更准确的评估预测算法的预测能力,有效的反映预测算法对样本不均衡问题的相容能力。     

蛋白质亚细胞定位的生物信息学研究

细胞中蛋白质合成后被转运到特定的细胞器中,只有转运到正确的部位才能参与细胞的各种生命活动,如果定位发生偏差,将会对细胞功能甚至生命产生重大影响.蛋白质的亚细胞定位是蛋白质功能研究的重要方面,也是生物信息学中的热点问题,数据库的构建和亚细胞定位分析及预测加速了蛋白质结构和功能的研究.     

蛋白质亚细胞定位

我们知道,对蛋白质在细胞中的特异定位,可以增进我们对该蛋白质以及与该蛋白互作的其他蛋白功能的了解,确定蛋白质位置的一个方法是。在其上加一特异抗体。即对其贴上标签,然后加入能同此抗体特异结合的探针,最后用显微镜确定此探针在细胞中的位置。     

基于氨基酸约化和统计特征的蛋白质亚细胞定位预测

蛋白质亚细胞定位预测对蛋白质的功能、相互作用及调控机制的研究具有重要意义。本文基于物化性质和结构性质对氨基酸的约化,描述序列局部和全局信息的"组成"、"转换"和"分布"特征,并利用氨基酸亲疏水性的数值统计特征,提出了一种新的蛋白质特征表示方法(NSBH)。分别使用三种分类器KNN、SVM及BP神经网络进行蛋白质亚细胞定位预测,比较了几种方法和特征融合方法的预测结果,显示融合特征表示及结合SVM分类器时能够达到更好的预测准确率。同时,还详细讨论了不同参数对实验结果的影响,具体的实验及比较结果显示了该方法的有效性。     

植物蛋白质亚细胞定位相关研究概述

蛋白质在植物细胞内的定位是了解蛋白质功能、 基因调控和蛋白质-蛋白质相互作用的关键.近年来随着各种蛋白质亚细胞定位方法的快速发展和技术的不断提升,蛋白质亚细胞定位实现了高通量、活体动态研究.本文总结了植物蛋白质亚细胞定位的常用技术,以及常用细胞器特异性标记的研究进展,并对此领域研究的发展前景做出了展望.     

蛋白质亚细胞定位预测中的序列编码技术

蛋白质序列的编码是亚细胞定位预测问题中的关键技术之一。该文较为详细地介绍了目前已有的蛋白质序列编码算法;并指出了序列编码中存在的一些问题及可能的发展方向。     

蛋白质体积对其亚细胞定位的影响

蛋白质亚细胞定位信息对深入研究蛋白质的细胞生物学功能十分重要.通过Helix Systems在线计算程序和Vor计算程序两种方法讨论了蛋白质的体积对其亚细胞定位的影响,发现定位于细胞外的蛋白质体积显著小于定位于细胞核、细胞膜和细胞质的蛋白体积,证实了体积参数对区分蛋白质的亚细胞定位是有效的.     

银杏营养贮藏蛋白质的亚细胞定位

在电子显微镜下,对银枵（Ginkgo biloba L.）枝条营养贮藏蛋白质的超微结构特征及在亚细胞水平的定位进行了系统研究。结果表明：银杏营养贮藏蛋白质主要存在于韧皮薄壁细胞的液泡内。银杏韧皮薄壁细胞内的营养贮藏蛋白质在细胞质内合成,由内质网膨大的槽库、质膜内折或高尔基体小泡发育形成贮藏蛋白质的液泡。液泡蛋白质主要以不定形块状、絮状或颗粒状形态存在。贮藏蛋白质在整个越冬期一直保持高含量,直到翌年春季萌芽时,贮藏蛋白质迅速转移再利用。随着新梢的生长,到了夏末秋初,又重新开始积累贮藏蛋白质。     

基于离散增量结合支持向量机方法的凋亡蛋白亚细胞位置预测

根据凋亡蛋白的亚细胞位置主要决定于它的氨基酸序列这一观点,基于局部氨基酸序列的n肽组分和序列的亲疏水性分布信息,采用离散增量结合支持向量机(ID_SVM)算法,对六类细胞凋亡蛋白的亚细胞位置进行预测。结果表明,在Re-substitution检验和Jackknife检验下,ID_SVM算法的总体预测成功率分别达到了94.6%和84.2%;在5-fold检验和10-fold检验下,其总体预测成功率也都达到了83%以上。通过比较ID和ID_SVM两种方法的预测能力发现,结合了支持向量机的离散增量算法能够改进预测成功率,结果表明ID_SVM是预测凋亡蛋白亚细胞位置的一种很有效的方法。     

用离散量预测蛋白质的结构型

基于蛋白质的结构类型决定了它的二级结构序列的概念,用二级结构序列参数Nα,Nβ,Nβaβ,N(βαβ）构成离散源,并计算离散量D（Xα）,D（Xβ）,D（Xα＋β）,利用离散增量预测蛋白质的结构类型,它是由这个蛋白质的离散量D（Xn）与四个标准离散D（Xα）,D（Xβ）,D（Xα／β）,D（Xα＋β）之间离散增量的最小值所决定的,预测结果表明,准确率分别达到84．8％（标准集）和83．3％（检验集）。     

小核菌中dsRNA的存在、位置及其生防作用

Scleortium cepivorum Berk．是引起洋葱白腐病的病原真菌,大部分测试的菌株含有dsRNA片段,这些dsRNA片段被称为真菌病毒。经琼脂糖凝胶电泳分析,在不同分离株之间或同一分离株不同提取物之间dsRNA带的数量和位置有很大的变化。ScQ-4菌株菌丝生长缓慢,致病力明显低于其他菌株。采用蔗糖密度梯度离心法证实和确定ScQ-4菌株中dsRNA片段所处的亚细胞位置,结果表明这些dsRNA片段与其寄主线粒体共同纯化,因此它们可能存在于寄主线粒体中,属于线粒体病毒。在营养相容性菌株之间这些dsRNA片段可通过菌丝融合进行传播,获得dsRNA片段的受体菌株的致病力明显降低,这对Sclerotium cepivorum Ber．k进行生物防治提供了可能性。     

小核菌中dsRN 的存在、位置及其生防作用

ScleortiumcepivorumBerk.是引起洋葱白腐病的病原真菌,大部分测试的菌株含有dsRNA片段,这些dsRNA片段被称为真菌病毒。经琼脂糖凝胶电泳分析,在不同分离株之间或同一分离株不同提取物之间dsRNA带的数量和位置有很大的变化。ScQ-4菌株菌丝生长缓慢,致病力明显低于其他菌株。采用蔗糖密度梯度离心法证实和确定ScQ-4菌株中dsRNA片段所处的亚细胞位置,结果表明这些dsRNA片段与其寄主线粒体共同纯化,因此它们可能存在于寄主线粒体中,属于线粒体病毒。在营养相容性菌株之间这些dsRNA片段可通过菌丝融合进行传播,获得dsRNA片段的受体菌株的致病力明显降低,这对SclerotiumcepivorumBer.k进行生物防治提供了可能性。     

用离散量的方法识别蛋白质的超二级结构

用离散量的方法,对2208个分辨率在2.5I以上的高精度的蛋白质结构中四类超二级结构进行了识别。从蛋白质一级序列出发,以氨基酸(20种氨基酸加一个空位)和其紧邻关联共同为参数,当序列模式固定长取8个氨基酸残基时,对“822”序列模式3交叉检验的平均预测精度达到78.1%,jack-knife检验的平均预测精度达到76.7%;当序列模式固定长取10个氨基酸残基时,对“1041”序列模式3交叉检验的平均预测精度达到83.1%,jack-knife检验的平均预测精度达到79.8%。     

Prediction of apoptosis protein subcellular location using improved hybrid approach and pseudo-amino acid composition

Apoptosis proteins are very important for understanding the mechanism of programmed cell death. The apoptosis protein localization can provide valuable information about its molecular function. The prediction of localization of an apoptosis protein is a challenging task. In our previous work we proposed an increment of diversity (ID) method using protein sequence information for this prediction task. In this work, based on the concept of Chou's pseudo-amino acid composition [Chou, K.C., 2001. Prediction of protein cellular attributes using pseudo-amino acid composition. Proteins: Struct. Funct. Genet. (Erratum: Chou, K.C., 2001, vol. 44, 60) 43, 246-255, Chou, K.C., 2005. Using amphiphilic pseudo-amino acid composition to predict enzyme subfamily classes. Bioinformatics 21, 10-19], a different pseudo-amino acid composition by using the hydropathy distribution information is introduced. A novel ID_SVM algorithm combined ID with support vector machine (SVM) is proposed. This method is applied to three data sets (317 apoptosis proteins, 225 apoptosis proteins and 98 apoptosis proteins). The higher predictive success rates than the previous algorithms are obtained by the jackknife tests.     

Prediction of the subcellular location of apoptosis proteins

Apoptosis proteins have a central role in the development and the homeostasis of an organism. These proteins are very important for understanding the mechanism of programmed cell death. The function of an apoptosis protein is closely related to its subcellular location. Based on the concept that the subcellular location of an apoptosis protein is mainly determined by its amino acid sequence, a new algorithm for prediction of the subcellular location of an apoptosis protein is proposed. By using of a distinctive set of information parameters derived from the primary sequence of 317 apoptosis proteins, the increment of diversity (ID), the sole prediction parameter, is calculated. The higher predictive success rates than the previous other algorithms is obtained by the jackknife tests using the expanded dataset. Our prediction results show that the local compositions of twin amino acids and hydropathy distribution are very useful to predict subcellular location of protein.     

表阿霉素对肝癌亚细胞蛋白质组影响的研究

表阿霉素是临床应用的抗癌药物之一,它干扰DNA的复制和转录,并能诱导癌细胞凋亡。表阿霉素对癌细胞蛋白质表达谱的影响,涉及到表阿霉素药理作用的机制,对此进行研究,有助于抗癌药物作用机制的理解。运用亚细胞蛋白质组学的研究策略,对比分析表阿霉素干预前后,肝癌细胞线粒体、细胞核蛋白质组的表达差异。通过超离心分离纯化细胞器,双向电泳分离蛋白质,图像分析筛选差异表达蛋白,MALDI-TOF-MS分析鉴定蛋白质。从线粒体、细胞核两个亚细胞组分中一个鉴定了15种差异表达蛋白,其中5种在表阿霉素干预后的肝癌细胞中表达上调,10种干预后表达下调。这些差异表达蛋白质涉及到细胞的能量代谢、蛋白质合成、细胞骨架的改变、mRNA的加工成熟、细胞应急状态的形成及凋亡调控等许多方面。     

杀鞘翅目幼虫Bt菌株YM—03的δ—内毒素基因定位

苏云金芽孢杆菌（Bacillusthuringiensis）的morrisoni亚种YM－03（8a8b）是本实验室分离的对鞘翅目幼虫有高毒力的菌株。经PCR产物分析它含有cry3A基因,产生68ku的毒素蛋白。经质粒图谱分析,该菌株含有3个质粒,其大小分别为83,72,9Mu。以cry3A基因的PCR产物片段为模板标记探针,与YM－03总DNA杂交,结果显示该菌的δ－内毒素基因定位于染色体上,有望构建出稳定遗传的广谱工程菌。