支持向量机及组合预测在蛋白质四级结构分类中的应用

目的:基于支持向量机建立一个自动化识别新肽链四级结构的方法,提高现有方法的识别精度。方法:改进4种已有的蛋白质一级序列特征值提取方法,采用线性和非线性组合预测方法建立一个有效的组合预测模型。结果:以同源二聚体及非同源二聚体为例,对4种特征值提取方法进行改进后其分类精度均提升了2～3%;进一步实施线性与非线性组合预测后,其分类精度再次提高了2～3%,使独立测试集的分类精度达到了90%以上。结论:4种特征值提取方法均较好地反应出蛋白质一级序列包含四级结构信息,组合预测方法能有效地集多种特征值提取方法优势于一体。

基于线性降维方法的蛋白质四级结构类型预测

提出一种新的能依据蛋白质序列自动地识别被查询蛋白质的四级结构类型的方法。首先采用伪特定位点记分矩阵方法(PsePSSM)提取蛋白质序列的特征。采用这种方法提取出的特征能尽可能多地反映蛋白质序列的原始信息如顺序和进化等信息。但随之产生的问题是特征维数很高,使得预测系统复杂化。因此,引入线性维数约简算法最大方差映射方法(MVP),它可以从高维的特征空间中提取出低维的关键特征。最后,在约简后的特征上再应用分类算法预测未知蛋白质的四级结构。试验结果表明,采用降维方法不但使得预测系统得到简化,同时还提高了分类性能。

NaCl浓度改变对人类神经元钙传感蛋白结构的影响:来自分子动力学模拟证据

背景:人类神经元钙传感蛋白是一个含有高电荷的蛋白,对溶液温度极其敏感,但溶液中离子浓度的变化是否能够改变蛋白结构,进而影响其正常功能的发挥,尚未发现相关研究。目的:探讨溶液中NaCl浓度的微小改变对人类神经元钙传感蛋白结构动力学影响的分子机制。方法:采用全原子计算机动力学模拟的方法,将蛋白质数据库中ID为2LCP的人类神经元钙传感蛋白前两个能量最低的结构作为初始结构,能量最小化后,将蛋白置于NaCl浓度分别为0.1,0.3和1 mol/L的水溶液中,以高速摄像速度(ps,10-12s)记录蛋白在模拟体系中的运行和变化情况。结果与结论:溶液中NaCl浓度升高,(1)人类神经元钙传感蛋白柔性增加,整体结构和局部的疏水口袋体积增大;(2)蛋白C端尾部L3蜷缩,首尾氨基酸D176和V190之间的次联系路径数量明显减少,导致两者之间的联系减弱;(3)蛋白N段和C段氨基酸之间的联系削弱,但两段段内氨基酸联系明显增强;(4)蛋白正负电荷间形成的盐桥数量和百分比均降低,尤其在0.3 mol/L NaCl水溶液中的减少更为明显。(5)结果说明,人类神经元钙传感蛋白对溶液NaCl浓度的改变非常敏感,NaCl浓度的微小变化能够引起蛋白关键结构的改变,从原子-分子的视角,为人类神经元钙传感蛋白在不同溶液环境中的结构变化提供理论参考。

预测同源寡聚蛋白质的支持向量机方法(英文)

计算实验表明蛋白质一级结构包含着四级结构信息。本文用支持向量机方法从蛋白质一级结构出发区分同源二聚体和非同源二聚体。蛋白质原始序列的子序列分布用于支持向量机的输入向量,从而充分考虑了蛋白质序列的信息。当子序列的长度为3时,10-次交叉验证的总预测准确率达到84.9%,在相同的数据集上,比原有的决策树方法提高了15.0%。实验表明残基顺序对同源寡聚蛋白质的识别起重要作用,而支持向量机方法是蛋白质四级结构预测的强有力工具。

基于一种新的信息离散性度量方法的同源寡聚蛋白质分类

用一种新的信息离散性度量方法,即Function of Degree of Disagreement(FDOD),从蛋白质原始序列出发区分同源二聚体、同源三聚体、同源四聚体和同源六聚体.该方法用蛋白质原始序列的子序列分布来描述氨基酸序列,从而充分考虑了蛋白质序列的信息.随着子序列长度的增加,两个数据集上自检验和jack-knife检验的各个分类指标都有快速增加的趋势,实验表明残基顺序对同源寡聚蛋白质的识别起重要作用,FDOD方法是同源寡聚蛋白质分类的简单而有效的工具.这也进一步证实了蛋白质原始序列包含着四级结构信息.

Tat融合蛋白表达载体TAT-KLF4的克隆化及蛋白表达研究

目的 构建重组表达载体TAT-KLF4,在E.coli BL21中高效表达并纯化融合蛋白.方法 经PCR获得编码人KLF4的开放读码框基因序列,酶切并连接到原核表达载体PET-28b-TAT-V2上,得到重组表达载体TAT-KLF4,转化大肠埃希菌,IPTG诱导TAT-KLF4融合蛋白的表达.表达产物用SDS-PAGE鉴定,亲和层析柱纯化融合蛋白,并应用Western Blot检测蛋白的特异性,应用免疫荧光检测融合蛋白转导HSF细胞的效果.结果 成功构建了TAT-KLF4融合蛋白的原核表达载体,在诱导下获得了高效表达并纯化了融合蛋白,Western Blot实验提示获得了特异性的融合蛋白.免疫荧光提示融合蛋白可快速转导入HSF细胞内.结论 为通过蛋白转导方式诱导多能干细胞提供了物质基础.

人脂质运载蛋白2研究进展

人脂质运载蛋白2（lipocalin 2，Lcn2），属于Lcn家族的新成员。它存在于人体许多正常组织细胞中，可作为运铁蛋白介导转铁途径，并与免疫炎症反应、肿瘤发生发展以及肾脏疾病有关。