生物分子网络-第五章.doc

第五章

一．名词解释

蛋白质的相互作用：是指蛋白质分子之间的相关性。

蛋白质的相互作用网络：以蛋白质分子为节点，以蛋白质之间的相关性作为边形成的网路。

蛋白质组：在一定时间内一个细胞或一类细胞中存在的所有蛋白质被称为蛋白质组

蛋白质组学：蛋白质组学是应用各种技术研究蛋白质组的一门新兴科学。

二.简答题：

1.蛋白质有以下几种最基本的生理功能？

组成和修复生物体；调节生物体的生理机能；运输载体；供给能量。

2.蛋白质组学的研究目的、研究内容和意义？

蛋白质组学研究目的：从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。

蛋白质组学研究内容：大规模地研究蛋白质的结构和功能。

蛋白质组学研究意义：a：为全面了解某一生物功能的机理，研究并确定PPIN中两个节点之间相互作用的边是需要解决的第一个重要问题，这被称为小规模实验。b：研究PPIN的拓扑结构和规模，对于了解该网络的全局性能是非常重要的。c：研究PPIN中蛋白质复合体是至关重要的。一些蛋白质可与其他多个蛋白质结合组成蛋白质复合体。通常这些复合体可以组成一个稳定的单位，在一定时间内不会发生重大变化。但也有另一些高度动态变化的复合体可导致细胞状态和功能的改变。d：生物体内的信号转导路径、代谢路径和有关的细胞过程是构建PPIN的骨干。要了解细胞，研究和建立上述路径模型也是至关重要的。在许多信号转导和代谢路径中都有蛋白质相互作用。e：可根据蛋白质相互作用的关系来预测蛋白质的功能。预测蛋白质功能是目前计算生物学的一个最重要的任务。利用数据模型和计算方法，可以直接从蛋白质序列预测PPIN的结构、功能及其动力学机制。

3.为什么蛋白质之间的相互作用是非常重要的生物学功能。

生命的基本过程是不同功能蛋白质在时空上有序和协同的作用；信号转导是利用蛋白质相互作用将信号从细胞外部转导到细胞内部；代谢是利用蛋白质复合体或多蛋白质网络协同作用来实现。

4.研究PPIN的计算方法中面临着哪些挑战性问题。

a：为全面了解某一生物功能的机理，研究并确定PPIN中两个节点之间相互作用的边是需要解决的第一个重要问题，这被称为小规模实验。

b：研究PPIN的拓扑结构和规模，对于了解该网络的全局性能是非常重要的。

c：研究PPIN中蛋白质复合体是至关重要的。

d：生物体内的信号转导路径、代谢路径和有关的细胞过程是构建PPIN的骨干。要了解细胞，研究和建立上述路径模型也是至关重要的。在许多信号转导和代谢路径中都有蛋白质相互作用。

e：可根据蛋白质相互作用的关系来预测蛋白质的功能。预测蛋白质功能是目前计算生物学的一个最重要的任务。利用数据模型和计算方法，可以直接从蛋白质序列预测PPIN的结构、功能及其动力学机制。

5.蛋白质互作检测技术有哪些？

1.免疫共沉淀技术；2.酵母双杂交技术；3.串联亲和纯化-质谱分析技术；4.蛋白质互作预测技术；5.遗传互作检测技术

6.蛋白质互作数据库有哪些？

BIND数据库、DIP数据库、MIPS数据库和GRID数据库等等。

7.举例说明蛋白质相互作用网络中的模体和模块及其特点。

蛋白质相互作用网络中的模体举例：酵母蛋白质互作网络中的3，4,5个节点组成的子网比随机子网出现的频率高。

蛋白质相互作用网络中的模块举例：参与一个通路过程的所有的蛋白质作为节点形成的子网

直系同源蛋白质所组成的模体可以很好地揭示这些蛋白质在特定生物功能中的作用和重要性。

模体的特点：1，模体中的组成蛋白应该是进化保守的并且在其他物种中具有直系同源性。2，不同的模体中的蛋白质具有不同的保守率,大的模体更倾向于进化保守。3，大的模体具有很明显增加的功能一致性。4，不同的生物功能不仅和模体的特定拓扑特征有关，而且还和这些模体的不同进化速率有关。5,全连接的模体很有可能是属于某个蛋白质复合物的。

模块的特点：模体的识别有助于识别功能模块，因此模块也具有模体的特点。

三.论述题

1.为揭示蛋白质的进化率和它所在的模体之间的关系，如何对酿酒酵母的蛋白质相互作用网络进行分析。

因为模体具有以下特点：1，模体中的组成蛋白应该是进化保守的并且在其他物种中具有直系同源性。2，不同的模体中的蛋白质具有不同的保守率,大的模体更倾向于进化保守。3，大的模体具有很明显增加的功能一致性。4，不同的生物功能不仅和模体的特定拓扑特征有关，而且还和这些模体的不同进化速率有关。5,全连接的模体很有可能是属于某个蛋白质复合物的。为研究蛋白质的进化率和它所在的模体之间的关系，我们可以对酿酒酵母的蛋白质相互作用网络进行分析。具体流程为：第一，分别识别了其中的两节点、三节点和四节点的所组成的模体；第二，统计出模体在酵母蛋白质中相互作用中的个数；第三，在多个物种完