蛋白质相互作用网络.pptVIP

PPIN的研究比基因网络更为复杂和困难。蛋白质相互作用网络近年来明显发展较快。PPIN在许多生物过程和研究防治疾病中发挥着非常重要的作用。如何研究蛋白质相互作用？蛋白质相互作用关系的复杂性，超出任何个人或特定机构的研究能力。考虑到PPIN的复杂性，研究人员往往从多种方向和视角来研究某一生物所有的蛋白质相互作用。而在研究PPIN的计算方法中面临着许多挑战性问题。实验分析的方法由简入繁。研究的深度运用生物信息学的方法由繁入简。研究的广度01020304研究蛋白质相互作用的表象与其生物学意义的关系和其中的规律蛋白质相互作用是一种表象，通过表象分析规律，是研究蛋白质相互作用的核心从“种瓜得瓜，种豆得豆”到孟德尔遗传定律现象科学问题研究方法和技术酵母蛋白质相互作用联络图人蛋白质相互作用联络图如此复杂的相互作用，哪些是有相关功能的？哪些是“噪音”？系统整体部分单体在研究PPIN的计算方法中面临着许多挑战性问题。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。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。c：蛋白质复合体的形态可转化为其他不同形态，由此可以构造一种蛋白质复合体形态演化网络。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。例如，基于假设邻近蛋白质具有相似性的聚类方法，统计“投票”方法，全局预测方法，表达谱分析的最短距离方法，概率方法，马尔可夫随机场方法和信息传递方法等各种方法。4蛋白质相互作用网络中的模体和模块1生物中的一个有趣现象是直系同源（orthologous）蛋白质可以在物种的进化过程中保留生物功能。因此，这些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。2为揭示蛋白质的进化率和它所在的模体之间的关系，研究者对酿酒酵母的蛋白质相互作用网络进行了分析。01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。02认为如果由于进化压力来维持特定模体的话，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。0301.他们研究了678个蛋白质，且在五个其他物种中都分别具有一个直系同源蛋白。02.五个物种：拟南芥、果蝇、小鼠、线虫和人。分析结果发现，不同的模体中的蛋白质具有不同的保守率。只有不到5%的三节点组成的线性模体其组成蛋白质在五个物种中是完全保守的，而47%的五节点组成的完全连通的模体在五个物种中是完全保守的。这些结果说明直系同源蛋白在酵母蛋白质相互作用网络中不是随机分布的，而是保守模体的基本组成使得这些模体是进化保守的。研究还发现，大的模体更倾向于进化保守。这些模体中的蛋白质在其他物种中都具有直接同源蛋白。也就是说，对于同一模体，其包含的节点和连接越多，其组成蛋白质越保守。第三列：给出了模体在酵母蛋白质中相互作用中的个数；第五列：给出了随机分布的直系同源蛋白质中所找到的模体占第三列给出模体个数的比例；第四列：给出了在五个物种完全保守的模体所占原第三列给出模体个数的比例；第六列：给出的是第四列和第五列之比，如果该值越高说明了该模体越是高度保守的。《分子生物网络分析》(MolecularBiologyNetworkAnalysis)Page?*《分子生物网络分析》(MolecularBiologyNetworkAnalysis)Page?*《分子生物网络分析》(MolecularBiologyNetworkAnalysis)Page?*Page?*Page?*Page?*第九章蛋白质相互作用网络马飞南京师范大学比较基因组学与生物信息学实验室生物分子网络具有稀疏性01生物分子网络具scale-free性质02生物分子网络具有超小世界性03生物分子网络具有层次结构04生物分子网络具有度的负关联性05生物分子网络具有一定的鲁棒性和适应性06