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基于生物网络的磷酸化位点特异激酶预测研究

摘要磷酸化作为最重要的蛋白质翻译后修饰(PTM)之一几乎参与生物生命活动的全程,蛋白激酶之间的磷酸化级联则是细胞内信号整合和传播的核心机制,由于实验方法无法直接鉴定激酶信息,使用计算方法预测磷酸化位点的特异激酶逐渐成为研究热点。本文针对数据库中磷酸化位点激酶信息缺失的问题,结合蛋白质序列、相互作用网络等信息,发展了两种磷酸化位点特异激酶预测方法:<br>  1.基于蛋白质相互作用网络预测人体蛋白磷酸化位点特异激酶方法PKSPS。PKSPS是由PKSPS-Net和PKSPS-Seq组成,其中PKSPS-Net基于蛋白质相互作用网络中蛋白质的拓扑相似度,使用最大加权二部匹配算法预测激酶-底物关系(KSR);磷酸化序列富集分析在PKSPS-Seq中被用于分析位点周围序列的相似性,预测磷酸化位点催化激酶(KSP)。PKSPS在不同激酶的独立测试集上比现存方法具有更好的性能,并且在文献案例中给出了与实验一致的预测结果。<br>  2.基于网络动态性质预测激酶-底物磷酸化关系。该模型考虑了网络的时间特性对激酶-底物相互作用预测的影响。使用体内酵母作为底物网络模型,利用改进的3-sigma准则判断基因活性,构建动态底物网络,并提出亲和打分度量激酶-底物关系潜在的可能性,最后将酵母蛋白模型迁移至人体内进行激酶-底物关系的预测,得到了优于静态底物网络的表现,为理解KSR提供新思路。

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