基于HNP模型及相对熵的蛋白质设计方法在不同蛋白质体系中的应用

详细考察了基于HNP(H:hydrophobic,N:neutral,P:hydrophilic)模型及相对熵的蛋白质设计方法对于不同结构类型蛋白质的适用性,并与基于HP模型的结果进行了比较.通过对190个4种不同结构类型的蛋白质进行预测,结果表明,基于HNP模型及相对熵的设计方法对于不同结构类型的蛋白质具有普适性.进一步的研究发现,对于α螺旋、β折叠等规则的二级结构,该方法的预测成功率高于无规卷曲结构预测成功率.另外,还比较了对不同氨基酸的预测差异,结果显示亲水残基的预测成功率较高.此外,研究表明该方法对于蛋白质保守残基的预测成功率高于非保守残基.在以上分析的基础上,进一步讨论了导致这些差异的原因.这些研究为基于相对熵的蛋白质设计方法的实际应用和进一步的发展打下了良好基础.

蛋白质编码区碱基分布与终止密码子的关系

对11种具有不同G+C含量的微生物基因组蛋白质编码区进行统计分析,结果显示蛋白质编码区3个密码子位碱基分布具有明显的不对称性,与终止密码子对应的一些单、双核苷酸出现的频率很低,由此得出结论:终止密码子对编码区碱基的使用起重要限制作用.

基于残基涨落的加权氨基酸网络的构建及应用

提出了一种以残基间距离涨落为权重的氨基酸网络的加权方式.对180个蛋白质的加权与非加权氨基酸网络的拓扑特征量进行了分析.统计结果表明,氨基酸网络具有明显的小世界特征,加权网的平均集聚系数比非加权网的小.节点度分布具有幂律形式,显示了网络的层次模块性,进一步发现疏水残基对这一性质起了主要作用.另外,加权网的介数对折叠核的区分能力强于非加权网,表明加权网较非加权网包含了更多的蛋白质结构信息.

基于相对熵的蛋白质折叠研究方法的改进

在本课题组以前的工作中,通过优化相对熵函数来预测蛋白质主链的三维结构取得了较好的结果.但是在该方法中接触势的系综平均值采用了一个估计值,为了使基于相对熵的蛋白质结构预测方法在理论上更加完善,该文基于统计热力学微扰理论,提出了一种新的接触势系综平均值的计算方法.选取12个蛋白质对该方法进行了测试,预测结构相对于天然结构的均方根偏差(RMSD)在0.40～0.60nm之间.与接触势的系综平均值采用估计值的方法相比,平均预测精度提高了0.04nm.