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膜蛋白跨膜区段序列分析和预测

过涛  孙之荣  
【摘要】:膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,在各种生物细胞中普遍存在,发挥重要生理功能。目前仅有少数膜蛋白的结构被解出,因此用计算机预测膜蛋白的结构是蛋白质结构预测的研究内容之一。膜蛋白一般在膜上形成保守的跨膜螺旋结构,序列特征明显,很适合用预测的方法确定跨膜螺旋区段的位置。国际上已有一些研究者用人工神经网络方法、多序列比对方法和统计方法进行了预测尝试,取得了一定的成功经验。 我们对蛋白质序列数据库中的膜蛋白以及包含跨膜螺旋区段的膜蛋白的序列特征进行了统计分析,并基于统计分析的结果采用向量投影方法预测了蛋白质序列上可能的跨膜螺旋区段和跨膜螺旋区段的拓扑布局。在统计分析中,我们根据蛋白质与膜的拓扑关系将序列分为跨膜螺旋区、胞内区段和胞外区段;跨膜螺旋区、近膜区段和远膜区段等特征结构区段,分别统计了氨基酸残基在这些区段中的分布,计算了它们在不同结构区段中的倾向性因子。在预测中,倾向性因子成为打分的主要依据,并对序列长度及跨膜区段的拓扑关系进行修正。利用80个已知跨膜螺旋区段位置的蛋白质检验了我们的预测方法,结果表明这种预测方法具有较高的准确性。

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