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基于氨基酸残基网络的蛋白质折叠速率预测

方亚平  郭延芝  文志宁  李梦龙  
【摘要】:蛋白质折叠是由整个分子的非共价键相互作用形成的复杂系统过程。探明蛋白质折叠速率的决定因素和具体机理是分子生物学的一个巨大的挑战。因此,预测蛋白质折叠速率对于理解各种不同的蛋白质折叠机理具有重要作用,如对于理解阿兹海默病(Alzheimer Diseases)和朊粒病(Prion diseases)等病理具有重要作用。当前复杂网络对于研究这种复杂的过程具有一定的优势,因此基于复杂网络的思想进行蛋白质折叠速率的相关研究具有较大的现实意义。所谓氨基酸残基网络指的是把每个氨基酸作为一个复杂网络的节点,两个氨基酸残基的距离小于一定阈值(5(?))认为它们之间存在一条相互作用的边。针对收集整理的78种折叠蛋白,我们计算了31种基于氨基酸残基网络的相关指数。接着我们系统的探究了这些指数和78种折叠蛋白的折叠速率之间的关系。接着我们将折叠蛋白分为两种状态和多种状态的来调查其氨基酸残基网络指数与其折叠速率之间的关系。结果发现两种状态和多种状态的折叠蛋白的折叠机理很可能不同同时相关系数从前面的0.926提高到了0.983。为了避免过拟合采用了遗传算法和多元向性回归来挑选变量,我们发现其相关系数仍有0.921。这表明基于氨基酸残基网络进行蛋白质折叠速率的预测是切实可行的同时也表明氨基酸残基网络能有效表征蛋白质的某些功能和性质如:折叠速率。

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