基于殘基相關(guān)性的非規(guī)則二級結(jié)構(gòu)預(yù)測研究.pdf

1、非規(guī)則二級結(jié)構(gòu)對于穩(wěn)定蛋白質(zhì)折疊、功能及其調(diào)控具有重要作用。準(zhǔn)確預(yù)測非規(guī)則結(jié)構(gòu)區(qū)有助于蛋白質(zhì)功能研究及對蛋白質(zhì)工程化改造。非規(guī)則結(jié)構(gòu)多變，識別較難，目前對其形成規(guī)律所知甚少。本文以一種基于氨基酸密碼子和反密碼子配對時中間位堿基形成的氫鍵數(shù)目進(jìn)行氨基酸分類的方法(簡稱“氫鍵數(shù)方法”)為基礎(chǔ)，通過對所建非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段集的分析，對非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段中氨基酸之間相互作用以及非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段形成規(guī)律有了進(jìn)一步認(rèn)識。 按照序列數(shù)據(jù)集組建原則，構(gòu)

2、建了一個蛋白質(zhì)非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段集IrDCⅠ。提取日志表明：該集與來源數(shù)據(jù)集相比，氨基酸組成發(fā)生了很大變化；一端或兩端鄰接未知結(jié)構(gòu)的片段在數(shù)據(jù)集中占到了87.4％，非規(guī)則結(jié)構(gòu)可能是規(guī)則結(jié)構(gòu)到未知結(jié)構(gòu)之間的過渡區(qū)域。 對氫鍵數(shù)方法中氨基酸類聚的研究發(fā)現(xiàn)：同類殘基傾向于相鄰出現(xiàn)；類聚體在自然界蛋白質(zhì)中大量存在；類聚體對二級結(jié)構(gòu)具有一定傾向性。使用這種方法進(jìn)行的氨基酸序列設(shè)計實例中，Loop區(qū)的設(shè)計與預(yù)測服務(wù)器給出的結(jié)果高度一致。

3、 通過擴展Chou&Fasman方法，對非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段中殘基相互作用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：殘基主要受到短程相互作用影響；強形成傾向氨基酸組對其它組氨基酸傾向性產(chǎn)生強促進(jìn)作用；強反形成傾向氨基酸組對其它組氨基酸傾向性有強抑制作用；弱形成傾向組和弱反形成傾向組，對形成傾向組產(chǎn)生抑制或強抑制作用，對反形成傾向組產(chǎn)生促進(jìn)或強促進(jìn)作用；同一影響作用分組中，傾向因子相差不大的氨基酸相互作用不明顯；大部分氨基酸C-端作用大于N-端；自身形成傾向或

4、反形成傾向越大的氨基酸，所受影響越大。 選取IrDC Ⅰ數(shù)據(jù)集中具有可靠置信度和一定樣本數(shù)的片段，生成了一個可靠片段集合。對此片段集合進(jìn)行了多項統(tǒng)計計算，結(jié)論如下。 a) 氨基酸組成分析發(fā)現(xiàn)：各種氨基酸的含量差別很大，總趨勢與氨基酸非規(guī)則結(jié)構(gòu)傾向性有關(guān)；相關(guān)性分析表明置信度與序列長度或者片段樣本數(shù)都無直接相關(guān)性，由此我們推斷較長非規(guī)則結(jié)構(gòu)片段中存在核區(qū)； b)伴生概率分析發(fā)現(xiàn)：P和G對序列集合中出現(xiàn)的17種

5、氨基酸均有很高的伴生概率；不具備對非規(guī)則結(jié)構(gòu)傾向性的氨基酸在集合中的出現(xiàn)主要是和一些具有較強傾向性的氨基酸伴生；氫鍵數(shù)分類中同類氨基酸的伴生率并不均衡，每類中的不同氨基酸在結(jié)構(gòu)形成中的作用不能簡單的對等化； c)位置偏好分析表明：具有強反形成傾向氨基酸偏向于出現(xiàn)在片段的起始和結(jié)尾，這類氨基酸的出現(xiàn)可能是核區(qū)的延伸所致，而其出現(xiàn)終止了核區(qū)的延伸；弱形成傾向或弱反形成傾向組氨基酸在位置分布上較多出現(xiàn)在序列起始或中間。 我