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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 氨基酸約化對蛋白質(zhì)亞線粒體定位及擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位的預(yù)測
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本作品屬于生物信息學(xué)范疇，利用理論預(yù)測的方法預(yù)測了蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的位置。采用信號肽組分、多種氨基酸約化組分和偽氨基酸組分的特征參數(shù)，結(jié)合支持向量機(jī)（SVM）分類算法，對蛋白質(zhì)的亞線粒體定位和擬南芥蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位進(jìn)行預(yù)測，對三個數(shù)據(jù)集的預(yù)測效果均較好。
- 詳細(xì)介紹：
- 蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位是蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)研究的重要組成部分。本課題利用理論預(yù)測的方法預(yù)測了蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的位置。采用信號肽組分、多種氨基酸約化組分和偽氨基酸組分的特征參數(shù)，結(jié)合支持向量機(jī)（SVM）分類算法，對蛋白質(zhì)的亞線粒體定位和擬南芥蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位進(jìn)行預(yù)測。找到了蛋白質(zhì)亞線粒體定位的最佳組合參數(shù)（該參數(shù)是前三十信號肽組分、剩余C端氨基酸組分、ω=0.10，λ=22時的親水、疏水殘基指數(shù)值的平行相關(guān)形式的為氨基酸組分的結(jié)合），相應(yīng)的預(yù)測結(jié)果達(dá)到了90.22%，比原方法提高了5.05%；利用該數(shù)據(jù)庫信息，找到的線粒體蛋白質(zhì)分割位點(diǎn)符合真實(shí)的生物學(xué)現(xiàn)象。組建了包含167條序列的蛋白質(zhì)亞線粒體定位注釋集，利用所研究的數(shù)據(jù)庫和最佳組合參數(shù)建立預(yù)測模型，總體注釋正確率為84.43%。根據(jù)SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫release-2010_10版中收錄的蛋白質(zhì)序列注釋信息，建立了首個經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證具有唯一定位的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫（包含1464條蛋白質(zhì)序列），并利用上述方法對該數(shù)據(jù)集做了定位預(yù)測，找到了對應(yīng)的最佳組合參數(shù)（對應(yīng)參數(shù)是前十五信號肽組分、BLOSUM50氨基酸10類約化關(guān)聯(lián)組分、ω=0.1，λ=21時親疏水殘基指數(shù)值及平行相關(guān)形式的偽氨基酸組分的結(jié)合），總體預(yù)測精度為84.15%。均可為相關(guān)實(shí)驗(yàn)和蛋白質(zhì)注釋提供參考。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為了探究蛋白質(zhì)序列中氨基酸殘基分布特性對蛋白質(zhì)亞線粒體及亞細(xì)胞定位的影響，采用信號肽組分、多種氨基酸約化組分、約化關(guān)聯(lián)組分、偽氨基酸組分，對蛋白質(zhì)的亞線粒體定位數(shù)據(jù)集和擬南芥蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)集分別進(jìn)行了定位預(yù)測，得到了較好的預(yù)測結(jié)果。進(jìn)而找到了各數(shù)據(jù)集的最佳組合參數(shù)，并對它們的生物學(xué)意義進(jìn)行了的討論，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究提供參考。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 根據(jù)各種蛋白質(zhì)的生物學(xué)特性，提取多種參數(shù)對蛋白質(zhì)的亞位置定位進(jìn)行預(yù)測。得到的蛋白質(zhì)亞線粒體定位預(yù)測結(jié)果總精度是90.22%，比原來提高了5.05%，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了數(shù)學(xué)統(tǒng)計、生物學(xué)意義方面的討論。建立了一個比較全面的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫，并利用亞線粒體定位預(yù)測的方法進(jìn)行了預(yù)測分類，得到了較好的預(yù)測效果。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位乃至更精細(xì)的亞線粒體定位與蛋白質(zhì)的功能密切相關(guān)。高精度預(yù)測結(jié)果下的參數(shù)和數(shù)據(jù)庫對未知蛋白質(zhì)的注釋有重要作用。本文提出的最佳組合參數(shù)和較全面的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫，可為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和未知亞細(xì)胞定位的擬南芥蛋白質(zhì)注釋提供參考。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 利用理論預(yù)測的方法預(yù)測了蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的位置。采用信號肽組分、多種氨基酸約化組分和偽氨基酸組分的特征參數(shù)，結(jié)合支持向量機(jī)（SVM）分類算法，對蛋白質(zhì)的亞線粒體定位和擬南芥蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位進(jìn)行預(yù)測。找到了蛋白質(zhì)亞線粒體定位的最佳組合參數(shù)，相應(yīng)的預(yù)測結(jié)果達(dá)到了90.22%，比原方法提高了5.05%。組建了包含167條序列的蛋白質(zhì)亞線粒體定位注釋集，利用所研究的數(shù)據(jù)庫和最佳組合參數(shù)建立預(yù)測模型，總體注釋正確率為84.43%。根據(jù)SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫release-2010_10版中收錄的蛋白質(zhì)序列注釋信息，建立了包含1464條序列的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫，并利用上述方法對該數(shù)據(jù)集做了定位預(yù)測，找到了對應(yīng)的最佳組合參數(shù)，也達(dá)到了不錯的預(yù)測效果。
獲獎情況
- 無。
鑒定結(jié)果
- 無。
參考文獻(xiàn)
- 1. 擬南芥蛋白質(zhì)序列來源，SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫release-2010_10版 2. Chou’s偽氨基酸組分，來自 [1] Hong-Bin Shen and Kuo-Chen Chou. PseAAC: a flexible web-server for generating various kinds of protein pseudo amino acid composition. Analytical Biochemistry, 2008, 373: 386-388 [2] Kuo-Chen Chou. Prediction of protein cellular attributes using pseudo-amino-acid-composition. PROTEINS: Structure, Function, and Genetics, 2001, 43: 246-255 [3] Kuo-Chen Chou. Using amphiphilic pseudo amino acid composition to predict enzyme subfamily classes, Bioinformatics, 2005, 21: 10-19 [4] Kuo-Chen Chou. Prediction of Protein Subcellular Locations by Incorporating Quasi-Sequence-Order Effect, Biochem Biophys Res Commun., 2000, 278: 477-483 3. 蛋白質(zhì)亞線粒體定位重要參考文獻(xiàn)： Du P F, Li Y D. Prediction of protein submitochondria locations by hybridizing pseudo-amino acid composition with various physicochemical. BMC Bioinformatics, 2006, 7: 518
同類課題研究水平概述
- 本作品是基于氨基酸約化對蛋白質(zhì)的亞線粒體定位和擬南芥蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位做預(yù)測。根據(jù)文獻(xiàn)檢索，在蛋白質(zhì)的亞線粒體定位預(yù)測方面，目前的方法有以下五種：SUBMITO（2006年）、GP-LOC（2008年）、AC variables（2009年）、Mito-Loc（2011年）和Discrete Wavelet Transform（2011年）。他們的總體預(yù)測成功率分別為85.17%、89.00%、89.70%、94.70%和93.38%，本方法的總體預(yù)測成功率達(dá)到了90.22%，且所選取特征參數(shù)的維數(shù)較少，預(yù)測運(yùn)算速度快。并且建立了擬南芥蛋白質(zhì)亞線粒體定位數(shù)據(jù)庫，做了相應(yīng)的定位預(yù)測，總體預(yù)測成功率達(dá)83.87%。在擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位預(yù)測方面，目前較完善的預(yù)測方法是Rakesh Kaundal, Reena Saini和Patrick X. Zhao（2010年）建立的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中包含了經(jīng)過理論方法預(yù)測而得的定位注釋信息。我們根據(jù)SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫release-2010_10版，建立了只包含實(shí)驗(yàn)上唯一確定定位信息的擬南芥蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫，并且建立了預(yù)測模型，達(dá)到了84.15%的總體預(yù)測成功率。
