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S1030691_沈素萍_JMB_2011_405_1295_PPIPrediction_InterfaceThreading
基础知识介绍 一 蛋白质-蛋白质相互作用(PPI) 概念:指的是一个蛋白质与另一个蛋白质之间的相互关系,它们之间可以直接接触(物理相互作用),也可以不接触,而仅是功能上关联(遗传相互作用)。 PPI类型 (a)同源寡聚物和异源寡聚物 如果蛋白质相互作用复合物是由不同的蛋白质单体组成的,就称为异源寡聚物,当只有一种类型的蛋白质单体用于形成蛋白质相互作用复合物时,则称之为同源寡聚物。 二 预测蛋白质相互作用的方法 基于序列信息( 一级结构) 的方法 :序列作为蛋白质的一级结构信息, 基于序列的PPI预测可以看作是基于结构方法的特例。 iWRAP: An Interface ThreadingApproach with Application to Prediction of Cancer-Related Protein–Protein Interactions 汇报人:沈素萍 背景介绍 蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)在整个生命活动中起着重要的作用。尽管近年来PPI的发现速度呈下降趋势,但解决的蛋白质结构的复合物的数量却在快速上升。 iWRAP iWRAP (Interface Weighted RAPtor):它是用来预测蛋白质相互作用的一种Interface threading方法。 iWRAP利用线性规划方法来进行界面比对,并用boosting classifier预测蛋白质相互作用。 材料和方法 步骤一:模板构建 利用SCOPPI中对PPI界面的分类来构建相互作用界面特征集。 SCOPPI主要通过序列和相互作用界面的结构相似性来对界面进行分类。本文用CMAPi来对这些相互作用界面进行多重比对。 步骤二 目标序列与模板进行比对 将目标序列的profiles与步骤一中构建的相互作用界面的模板profiles进行比对。我们从PSIBLAST中得到目标蛋白序列的profiles,从PSIPred中得到目标蛋白的二级结构。一旦我们确定一个合适的模板,就利用Rice et al.‘s H3P2 表对比对进行打分。 t 表示模板位置(template position); s(t)表示目标序列与模板位置 t进行比对;ss表示C(卷曲),H(螺旋)或者是E(β折叠);P(ss)是PSIPred得出的在位置s(t)出现二级结构类别的可能性。H3P2(s(t),ss,t)表示先将具有二级结构信息的目标蛋白s(t)与模板位置t进行比对,然后利用H3P2进行打分。方程一只代表了一个比对位置的打分,所有的比对打分要求所有比对位置分值总和。 步骤三 界面打分 这一步的目标是将步骤二中得到的相互作用界面profile打分表运用到传统的threading中,以此来获得一个假定的相互作用得分。 EiWRAP:界面threading打分能量函数;ECMAPi:相互作用界面profile分值;H3P2score:从H3P2表格里得到的比对分数; GAPRAP :由RAPTOR得到的总空位罚分 ERAP:由RAPTOR得到的threading分值,它包括基于溶剂可及性的环境适度打分Es,二级结构相容性打分Ess,通过PSI-BLAST计算得到的sequence profile scores,Em,远交空位罚分Eg以及一个配对结构域内相互作用打分Ep。 Contact map 优化 通过之前的步骤 ,我们得到了一个最初的Contact map (Fig. 6, right)。通过结合残基相互作用特异性以及优化目标蛋白与模板结合模式的相似性来进一步改进Contact map 。 步骤四:PPI预测 这一步的目的是通过步骤三中计算得到的界面分值来预测两个目标蛋白之间是否存在相互作用。我们从分值中抽取一个向量XInterface,将这个向量输入进boosting classifier,计算得到相互作用的可能性p. 我们从推定的相互作用界面提取了以下一些特征:模板序列长度(tA, tB),目标序列长度(sA, sB),预测的contacts数量(cmap),通过计算潜在的配对的得到的总相互作用能[E=Σc ?optimizedContactsEpwqc(c)],相互作用界面能的归一化(e), threading比对的z-scores (zA, zB), 以及相互作用界面能的z-score(z). 训练集和测试集 对于每一个SCOPPI family ,里面的复合物被分成训练集和测试集;留一法交叉验证程序被用来优化参数。测试集中的界面序列与训练集中的相似性应小于40%。 界面确认 我们从以下两个方面来评估iWRAP方法:sequence–interface alignment and interface contact pr
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