動態(tài)蛋白質(zhì)復合物挖掘與保守復合物進化研究.pdf

1、蛋白質(zhì)復合物由網(wǎng)絡中多個相互連接緊密的蛋白質(zhì)形成，執(zhí)行特定的生物功能。動態(tài)蛋白質(zhì)相互作用(PPI，Protein-Protein Interaction)網(wǎng)絡在一定程度上能夠反映真實世界PPI的動態(tài)過程，有利于揭示疾病的形成及發(fā)展過程。比較分析表明PPI網(wǎng)絡往往是保守的，且同源組中保留著物種間的鏡像功能。動態(tài)蛋白質(zhì)復合物的挖掘與物種間蛋白質(zhì)復合物的保守和特異組分具有極其重要的研究意義。目前大多數(shù)研究者構建的動態(tài)PPI網(wǎng)絡和復合物挖掘算法

2、有效性還有待提高，復合物的動態(tài)特性也往往被忽略。本文開展基于時序基因表達數(shù)據(jù)的動態(tài)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡構建、動態(tài)復合物挖掘以及跨物種復合物保守和特異組分分析的研究，主要研究工作和創(chuàng)新包括:
　　第一，設計基于基因表達值偏離程度的蛋白質(zhì)活性識別方法，并由此構建時間演變的動態(tài)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡（TEPIN，Time-Evolving Protein Interaction Network）。由于各個蛋白質(zhì)之間相互影響程度不同，本文提出基于連接親

3、和度和基因共表達的PPI網(wǎng)絡加權方法，以此量化各個蛋白質(zhì)之間相互作用的強弱程度。為了驗證TEPIN及其加權方法的有效性，本文采用三個經(jīng)典的算法分別從TEPIN及現(xiàn)有的經(jīng)典動態(tài)網(wǎng)絡中挖掘蛋白質(zhì)復合物。實驗結果表明:各算法在TEPIN上的特異性、敏感度、綜合評分、匹配程度和功能富集性等方面的性能都比其余網(wǎng)絡明顯更優(yōu)越;此外，網(wǎng)絡的加權可以較好地反映蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡中的生物屬性。
　　第二，基于動態(tài)的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡和蛋白質(zhì)復合物本

4、身的拓撲屬性和生物特征，本文提出基于動態(tài)核依附的蛋白質(zhì)復合物挖掘算法(DCA，Dynamic Core-Attachment)。DCA算法從動態(tài)蛋白質(zhì)相互網(wǎng)絡中捕獲復合物中具有動態(tài)性的核依附特征，將動態(tài)時序特性融入蛋白質(zhì)復合物的挖掘。實驗結果表明:DCA算法在準確率、hF-measure、功能富集性分析等多個評價指標上明顯優(yōu)于已有的TS-OCD等九個經(jīng)典算法，顯著提高了蛋白質(zhì)復合物挖掘的準確率及生物意義。
　　第三，通過對比CAM