检索结果-南通市图书馆

作者：冯培文西北农林科技大学

学位级别：硕士

在哺乳动物基因组中,DNA甲基化是一种表观遗传机制,将甲基转移到胞嘧啶的C5位置,形成5-甲基胞嘧啶(5m C)。DNA甲基化通过招募抑制转录因子或与DNA结合参与基因表达抑制的蛋白质来调节基因表达。在胚胎发育进程中,精子基因组主要在合子... 详细信息

在哺乳动物基因组中,DNA甲基化是一种表观遗传机制,将甲基转移到胞嘧啶的C5位置,形成5-甲基胞嘧啶(5m C)。DNA甲基化通过招募抑制转录因子或与DNA结合参与基因表达抑制的蛋白质来调节基因表达。在胚胎发育进程中,精子基因组主要在合子期的雄原核中发生主动去甲基化,而母源基因组的去甲基化则采用以DNA复制依赖的被动去甲基化方式。Ten-eleven translocation(TET)family(TET1/2/3),可将5-甲基胞嘧啶(5m C)连续氧化成5-羟甲基胞嘧啶(5hm C)、5-甲酰基胞嘧啶(5f C)和5-羧基胞嘧啶(5ca C),再被胸腺嘧啶糖基化酶(TDG)和碱基切除修复机制(BER)去除,在目标位点产生未甲基化的胞嘧啶,实现基因组去甲基化。TET3主要在卵母细胞与早期胚胎中表达,其介导的DNA去甲基化对于基因组重编程以及配子发生和合子激活时的基因调控至关重要。本研究主要通过免疫荧光染色(IF)、免疫共沉淀(Co-IP)、免疫印迹(Western Blot)、点杂交(Dot Blot)、小鼠卵母细胞及胚胎培养等实验方法,研究了AKT通过磷酸化TET3调控其蛋白功能,揭示了AKT活性对细胞基因组甲基化水平的调控及其影响小鼠卵母细胞发育成熟及早期胚胎发育的机制。研究结果如下:1.通过使用AKT活性抑制剂MK2206(40μM)处理小鼠GV期卵母细胞发现,其成熟被显著抑制,成熟率下降50%左右;并且大多数卵母细胞无法越过GVBD时期,少数发育到MⅡ期的卵母细胞出现了异常分裂的情况,无法正常排出第一极体;MK2206(20μM)对于小鼠早期胚胎发育影响显著,处理组的胚胎无法越过2-cell时期继续发育到4-cell时期,86 h后的桑葚胚时期仍然处于2-cell状态,但未见胚胎死亡;通过5hm C免疫荧光染色实验发现,MK处理后PN4期受精卵基因组5hm C水平显著升高,通过Imag J统计分析对照组与实验组的的雌雄原核平均荧光强度,发现相较于对照组,MK2206处理后雄原核中5hm C水平升高204%,雌原核5hm C水平升高308%,更加显著;而2-cell时期基因组甲基化水平几乎没有受到MK2206影响;TET3是卵母细胞与早期胚胎中主要表达的5m C去甲基化酶,免疫染色实验发现MK2206(20μM)处理受精卵(PN4期),TET3蛋白亚细胞定位发生改变,在雌雄原核中的分布增多。2.通过5hm C免疫荧光染色实验发现,MK2206抑制AKT活性可使细胞基因组5hm C水平升高;TET3蛋白的亚细胞定位改变,趋向于定位在细胞核内;而激活AKT则促进内源TET3的胞质定位增加。蛋白质稳定性实验发现,抑制AKT活性时可维持TET3蛋白稳定性,而激活AKT活性则促进TET3蛋白的降解,说明AKT活性对于TET3蛋白的稳定性也有调控作用。3.根据上述结果推测AKT可能磷酸化TET3进而调节其亚细胞定位及稳定性。通过Western Blotting(WB)实验发现抑制AKT活性后,TET3蛋白的总体Thr磷酸化水平显著降低,说明TET3可能受到AKT的磷酸化作用;为了进一步证明这一点,通过免疫共沉淀(Co-IP)实验发现TET3与AKT存在直接物理性的互作,并且通过构建TET3功能结构域截短体,发现AKT主要与TET3的DR和JBP结构域结合;免疫荧光实验(IF)结果显示,MK2206处理后,细胞中只有TET3-JBP的亚细胞定位改变,其他结构域的亚细胞定位均不受AKT活性的调节,因此推测AKT的磷酸化位点可能位于JBP结构域内;经GPS5.0预测,JBP结构域中的Thr1191符合AKT磷酸化底物特征,并发现TET3-T1191A突变体定位于细胞核内,总体Thr磷酸化水平也显著降低,并且不受AKT活性的调控;通过蛋白质稳定性实验发现T1191A位点突变体蛋白的稳定性有所提高,抑制AKT活性也可以挽救TET3蛋白降解;5hm C免疫染色结果显示转染TET3-T1191A的细胞基因组5hm C水平升高。以上结果揭示了AKT通过磷酸化TET3蛋白调控其功能的发挥。综上所述,本研究发现AKT通过磷酸化TET3来调节其细胞核定位和稳定性,进而调控小鼠母源及合子基因组的去甲基化过程。我们推测这种调节机制尤其对抑制TET3进入小鼠受精卵雌原核,避免母源基因组发生主动去甲基化至关重要。但是,目前的结果对于雄原核中TET3的富集还无法解释,需要进一步的研究。总之,我们的结果发现了一种新的调控小鼠合子期雌雄原核DNA去甲基化方式差异的机制。

关键词： AKT TET3 磷酸化位点卵母细胞发育胚胎发育 5hmC

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癌蛋白NPM-ALK关键磷酸化位点对细胞周期的影响及其机制研究

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中国实验血液学杂志 2016年第4期24卷 1201-1205页

作者：胡林林甄红张晓楠周利 Hesham M.Amin 史萍华东理工大学生物反应器国家重点实验室上海200237 Department of Hematopathology The University of Texas M.D Anderson Cancer Centerhoustontx77030

目的:探讨NPM-ALK蛋白关键磷酸化位点Tyr644和Tyr664对细胞周期的影响及相关的分子机制。方法:建立NPM-ALK和NPM-ALK^(644,664)稳定表达的Jurkat细胞以及瞬时转染的293T细胞,检测各个细胞系的周期分布;应用软琼脂集落形成实验检验野生型... 详细信息

目的:探讨NPM-ALK蛋白关键磷酸化位点Tyr644和Tyr664对细胞周期的影响及相关的分子机制。方法:建立NPM-ALK和NPM-ALK^(644,664)稳定表达的Jurkat细胞以及瞬时转染的293T细胞,检测各个细胞系的周期分布;应用软琼脂集落形成实验检验野生型NPM-ALK与双点突变型NPM-ALK致瘤能力的差异;利用蛋白质印迹法检测NPM-ALK关键磷酸化位点对下游相关蛋白表达、修饰的调控作用。结果:野生和突变NPM-ALK在瞬时转染的293T细胞和稳定转染的Jurkat细胞中成功表达,转入双点突变型NPM-ALK的Jurkat细胞与转入野生型NPM-ALK的细胞相比呈现出明显的细胞S期阻滞;酪氨酸激酶抑制剂PPP对野生型NPM-ALK转染的Jurkat细胞杀伤效果最强,对双点突变型NPM-ALK转染的细胞的杀伤作用与阴性对照无明显差异;随着NPM-ALK的转入,下游与细胞生长相关分子STAT3、AKT和ERK的磷酸化水平有所升高(P磷酸化水平与野生型相比显著降低(P磷酸化位点的突变会引起细胞S期阻滞和对药物PPP敏感性的降低,其机制可能与NPM-ALK下游的细胞生长相关分子的磷酸化表达变化相关。

关键词：癌蛋白NPM-ALK 磷酸化位点细胞周期双点突变

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EGFR跨膜结构域二聚化位点对ERBB家族磷酸化影响的机制研究

EGFR跨膜结构域二聚化位点对ERBB家族磷酸化影响的机制研究

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作者：乔森楠吉林大学

学位级别：硕士

EGFR作为第一个被发现的受体酪氨酸激酶,在生物体中,主要负责调节细胞增殖、存活以及分化。同时作为最经典的药物靶点,EGFR代表着一个靶向治疗的时代,EGFR靶向药物深刻地改变了肿瘤的治疗方式,给患者带来了极大的益处。目前,虽然关于EGF... 详细信息

EGFR作为第一个被发现的受体酪氨酸激酶,在生物体中,主要负责调节细胞增殖、存活以及分化。同时作为最经典的药物靶点,EGFR代表着一个靶向治疗的时代,EGFR靶向药物深刻地改变了肿瘤的治疗方式,给患者带来了极大的益处。目前,虽然关于EGFR相关信号通路及作用机制的研究已经较为成熟,针对EGFR及其突变研究开发的靶向药物也在癌症的临床治疗中得到了广泛的应用,并且已经有抗体和小分子化合物等多种类型的EGFR抑制剂在临床中被应用,但是EGFR仍然是炙手可热的研究热点。尤其是目前针对EGFR抑制剂的研发主要集中在胞外结构域和激酶结构域,但是这些结构域容易发生耐药突变,从而影响治疗效果,甚至使EGFR靶向药物对患者完全失去作用。目前针对EGFR跨膜结构域的相关研究并不完善,作为一种跨膜蛋白,EGFR的跨膜结构域呈α螺旋结构,主要由疏水氨基酸组成,跨膜结构域可以将EGFR锚定在细胞膜上,还可以与其它蛋白的跨膜结构域相互作用,因此该结构域是影响EGFR相关生物功能的关键结构。EGFR跨膜结构域对EGFR二聚体的形成和下游信号通路的磷酸化和激活都具有不可忽视的作用,并且该区域相对保守,不易产生突变,因此是非常理想的抗肿瘤药物新靶点。本论文在实验室前期分子动力学模拟结果的基础上从理论上分析出了EGFR跨膜结构域二聚结合的关键氨基酸残基,进一步从实验角度分析这些位点是否是影响EGFR跨膜结构域结合和功能的关键位点,以及这些位点是否具备成为EGFR靶向药物新靶点的潜力。本论文首先基于CRISPR/Cas9技术构建了2株EGFR突变型人结肠癌SW480稳转细胞株,根据设计分别命名为SW480和SW480。然后通过细胞增殖实验、药物敏感性实验、流式凋亡检测对EGFR跨膜结构域关键氨基酸位点突变可能对细胞生物学功能产生的影响进行分析。最后利用dSTORM超分辨细胞成像实验、磷酸化抗体芯片检测和生物信息学实验对EGFR跨膜结构域关键氨基酸位点突变可能对细胞表面EGFR的聚集状态、ERBB家族磷酸化情况和信号通路产生的差异进行分析。实验主要研究结果如下:(1)采用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了2株EGFR突变型纯合子SW480稳转细胞株。(2)EGFR跨膜结构域上Leu665、Phe666和Met667氨基酸位点突变对人结肠癌SW480细胞的增殖、药物敏感性和凋亡均产生了显著的影响,在细胞增殖检测结果中,SW480增殖能力明显低于其它两种细胞;EGFR经典二聚化抑制剂如厄洛替尼、吉非替尼等对SW480的敏感性要更强一些;细胞凋亡检测结果中,SW480与SW480未发现明显差异,SW480在早期凋亡细胞群和晚期凋亡细胞群产生了显著差异,早期凋亡细胞群占比由SW480组2.84%增加为4.93%,晚期凋亡细胞群由SW480组2.85%增加为7.81%,同时损伤细胞群的占比也明显偏高。(3)为了进一步研究二聚化和ERBB家族磷酸化,本论文通过细胞dSTORM超分辨细胞成像,实验结果显示Leu665、Phe666和Met667氨基酸位点是EGFR二聚过程中关键的结合位点,在rh EGF刺激后,SW480细胞表面的EGFR并没有发生明显聚集,且相对分散,与SW480和SW480细胞差异较明显。理论上,突变影响二聚化后会进一步影响ERBB家族的磷酸化。EGFR磷酸化抗体芯片检测数据验证了这种推测,实验结果显示EGFR跨膜结构域关键氨基酸位点突变后,SW480组在rh EGF刺激后,p EGFR(Tyr992)等十个磷酸化蛋白的磷酸化程度保持不变甚至下降,尤其是p EGFR(Ser1046/1047)、p EGFR(Ser1070)、p EGFR(Tyr1173)和p ERBB2(Tyr1248)这些药物研发的关键磷酸化位点,SW480对这些磷酸化位点的抑制体现了它成为抗肿瘤新靶点的潜力。(4)在生物信息学分析中,ERBB和PI3K信号通路受到了明显的调控,SW480组中有更多的磷酸化蛋白参与到信号传导的过程中,SW480组中磷酸化则受到了一定的抑制。SW480在理论上是增强EGFR二聚化的突变,实验结果与理论预测基本一致,该突变促进了细胞的增殖,对EGFR二聚化抑制剂敏感性降低,EGFR在细胞膜表面成簇密度更大,更易发生聚集,相关的磷酸化位点与野生型相比磷酸化程度更强。而SW480在理论上是抑制EGFR二聚化的突变,该突变在细胞生物学功能、EGFR在细胞膜表面聚集状态和相关磷酸化位点的激活方面都受到了一定抑制,但对药物的敏感性更强。综上所述,EGFR跨膜结构域α螺旋的Leu665、Phe666和Met667氨基酸位点是二聚过程中关键的结合位点,而且这些位点的突变严重影响了ERBB家族的磷酸化水平及与之相关的及细胞增殖、凋亡、药物敏感性。这些结果不仅更有说服力地证明了EGFR跨膜结构域二聚化的结合形式,而且通过对ERBB家族磷酸化影响的研究,为抗肿瘤药

关键词：表皮生长因子受体跨膜结构域磷酸化位点 dSTORM成像抗肿瘤靶点

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FoxO1磷酸化对低氧下大鼠骨骼肌细胞蛋白质合成和分解的影响

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第三军医大学学报 2020年第15期42卷 1519-1530页

作者：贾杰付鹏宇朱镕鑫许春艳龚丽景北京体育大学中国运动与健康研究院北京100084 北京体育大学运动人体科学学院北京100084 上海体育科学研究所上海200030

目的探究FoxO1不同磷酸化位点在低氧暴露下大鼠L6成肌细胞蛋白质合成和分解中的调节作用。方法构建FoxO1过表达、FoxO1^T24A/D、FoxO1^S250A/D、FoxO1^S313A/D位点的质粒,使用腺病毒作为载体,分别感染分化后的大鼠L6骨骼肌细胞6 h,将细... 详细信息

目的探究FoxO1不同磷酸化位点在低氧暴露下大鼠L6成肌细胞蛋白质合成和分解中的调节作用。方法构建FoxO1过表达、FoxO1^T24A/D、FoxO1^S250A/D、FoxO1^S313A/D位点的质粒,使用腺病毒作为载体,分别感染分化后的大鼠L6骨骼肌细胞6 h,将细胞分别命名为rFoxO1、T24A、T24D、S250A、S250D、S313A、S313D,并对应分为7个转染组,以转染空白对照质粒作为对照组(EGFP),随后将各转染组再分为常氧组(normoxic group,C)和低氧组(hypoxic group,H)。采用荧光共聚焦显微镜观察腺病毒转染情况;采用Western blot对嘌呤霉素(puromycin)结合多肽进行分析,并对泛素(ubiquitin)标记蛋白和分解相关蛋白表达进行检测。结果与C-EGFP组相比,C-rFoxO1组puromycin结合多肽(1.38±0.06)、mTOR(1.54±0.21)和p-mTOR(1.57±0.34)表达显著增加(P0.05)。结论FoxO1通过上调mTOR活性来增加蛋白质合成,但受低氧调控;低氧下FoxO1经Thr24和Ser250两个位点磷酸化来抑制机体中蛋白质合成。

关键词： FoxO1 磷酸化位点蛋白质合成蛋白质分解翻译表面感应

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水稻类受体胞质激酶LRRK1与互作蛋白GF14f的磷酸化分析

水稻类受体胞质激酶LRRK1与互作蛋白GF14f的磷酸化分析

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作者：何勇湖南大学

学位级别：硕士

水稻作为固着植物需要面对不断变化的外部环境,其中就有危害植物生长发育的不良环境。为了应对这些危害,植物进化出了不同的防御机制,其中蛋白的磷酸化和去磷酸化修饰发挥了关键的作用。水稻类受体胞质激酶LRRK1是一类不具有胞外结构域... 详细信息

水稻作为固着植物需要面对不断变化的外部环境,其中就有危害植物生长发育的不良环境。为了应对这些危害,植物进化出了不同的防御机制,其中蛋白的磷酸化和去磷酸化修饰发挥了关键的作用。水稻类受体胞质激酶LRRK1是一类不具有胞外结构域的类受体激酶,实验室前期通过质谱手段分析从水稻体内IP下来的LRRK1复合体鉴定到了一个水稻14-3-3蛋白GF14f。在植物中,14-3-3蛋白作为一个桥梁蛋白,广泛地参与了植物生理生化过程。因此,为揭示LRRK1与GF14f的具体分子机制,本研究将通过分子与生物化学实验分析了2个蛋白的互作情况,并鉴定其磷酸化位点。具体研究结果如下:(1)通过生物信息学分析发现,OsGF14f在水稻所有组织中都有表达。对蛋白磷酸化位点预测发现,OsGF14f含有丰富的磷酸化位点,并推测LRRK1与GF14f可能存在相互作用,且GF14f是LRRK1磷酸化的底物蛋白。(2)亚细胞定位实验结果显示,GF14f定位于细胞质中。酵母双杂交、GST pull-down和BiFC等3个独立实验证明,LRRK1和GF14f存在直接相互作用,且其互作场所位于细胞膜上。(3)原核表达和纯化LRRK1和GF14f,并于体外磷酸化反应体系中孵育,然后磷酸化抗体的Western blot分析发现,添加了ATP的实验组相对于不添加ATP的对照组,GF14f的丝氨酸磷酸化信号显著增强,说明LRRK1可以磷酸化GF14f。(4)对体外磷酸化的GF14f进行质谱分析,共鉴定到9个磷酸化位点,其中3个苏氨酸位点:T224、T235和T238,6个丝氨酸位点:S78、S100、S112、S143、S160和S239。(5)将GF14f的相关磷酸化位点突变为丙氨酸以模拟去磷酸化,再于体外与LRRK1孵育并用磷酸化抗体检测发现,当GF14f的S78突变为丙氨酸后,其磷酸化信号显著下降,说明S78为LRRK1磷酸化GF14f的主要磷酸化位点。我们推测,LRRK1可能是通过磷酸化GF14f的S78位点来完成相关信号的级联转导。综上所述,本研究证明了水稻类受体胞质激酶LRRK1可以与水稻14-3-3蛋白家族中的GF14f相互作用,并初步发现LRRK1主要磷酸化GF14f的S78,推测LRRK1可能通过磷酸化GF14f的S78位点来完成磷酸化信号的传递。该研究结果为后续解析水稻LRRK1和14-3-3蛋白参与的信号转导机制提供了一定的前期基础。

关键词：磷酸化修饰类受体胞质激酶 LRRK1 GF14f 磷酸化位点

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蛋白质磷酸化修饰在鲍曼不动杆菌耐药性中的作用

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微生物学免疫学进展 2023年第4期51卷 72-75页

作者：乔孝娟(综述) 王崇刚(审校) 山西医科大学第二医院感染性疾病科山西太原030000

鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii,AB)是一种革兰阴性条件致病菌,可引起呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)、败血症(septicemia)、脑膜炎(meningitis)等重大疾病,近年来其发病率和死亡率呈上升趋势。碳青霉烯类抗生素和黏菌素作为治疗严重AB感染的“最后防线”,其耐药率逐年递增,可供临床治疗的选择越来越少,新药研发迫在眉睫。蛋白质磷酸化修饰参与调控AB对抗生素的敏感性、生物膜的形成和双组份系统,与其耐药性密切相关,许多磷酸化蛋白质及磷酸化位点有很大的潜力成为药物靶点。现就蛋白质的磷酸化修饰在AB耐药性中的作用作一概述,旨在探究其对新型抗生素靶标开发设计的价值贡献。

关键词：鲍曼不动杆菌耐药性抗生素敏感性生物膜双组份系统磷酸化位点磷酸化蛋白药物靶点

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原核蛋白磷酸化位点资源整合与数据库构建

原核蛋白磷酸化位点资源整合与数据库构建

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作者：史颖华中科技大学

学位级别：硕士

在原核生物中,蛋白质磷酸化在许多重要生物学过程的动态调控中发挥关键作用。磷酸化反应主要发生在蛋白质底物的多种氨基酸残基上,包括丝氨酸（serine,S）、苏氨酸（threonine,T）、酪氨酸（tyrosine,Y）、精氨酸（arginine,R）、组氨酸... 详细信息

在原核生物中,蛋白质磷酸化在许多重要生物学过程的动态调控中发挥关键作用。磷酸化反应主要发生在蛋白质底物的多种氨基酸残基上,包括丝氨酸（serine,S）、苏氨酸（threonine,T）、酪氨酸（tyrosine,Y）、精氨酸（arginine,R）、组氨酸（histidine,H）、半胱氨酸（cysteine,C）和天冬氨酸（aspartic acid,D）残基。通过对NCBI Pub Med数据库中原核磷酸化相关研究的文献进行收集整理,以及对其他包含原核磷酸化位点的公共数据资源进行整合,我们建立了完善的原核生物磷酸化位点（p-sites）数据库db PSP 2.0,覆盖了从细菌到古细菌12个门类（phyla）的200个原核生物,包括8,586个底物蛋白的19,296个实验鉴定的原核磷酸化位点数据。为了进一步探索磷酸化蛋白质及位点的特征及功能,我们对88个原核生物相关的数据资源库进行了信息整合与分类,注释信息涵盖9个层面,包括:种系注释、基因组注释、功能注释、转录调控、序列及结构信息、家族及域注释、关联互作、同源信息以及通路注释。此外,基于现有数据,我们对原核生物中磷酸化蛋白的覆盖度、磷酸化位点的保守性及真核、原核生物磷酸化位点的序列特征进行了统计挖掘,数据的分析结果表明磷酸化修饰这一重要的生物学过程在原核物种间整体的保守性较低,导致了原核生物整体磷酸化覆盖度较低的现象,同时这一结果提示我们磷酸化修饰与生物表型间的潜在关联,这将为磷酸化在原核生物进化过程中的机制研究提供理论参考。我们将上述所有磷酸化蛋白及其注释信息整合到了数据库中,与1.0版本相比（～30 MB）,db PSP 2.0数据量有近300倍扩充（～9 GB）,同时实现了多层面的注释信息整合,及多样化的数据浏览、检索及下载途径,这将为原核生物磷酸化事件的相关研究提供可用的数据资源。db PSP 2.0面向所有用户免费开放,可通过以下网址访问:http://***。

关键词：磷酸化位点原核生物磷酸化覆盖度保守性数据库

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新城疫P蛋白磷酸化位点的质谱分析和功能鉴定

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中国动物传染病学报 2019年第5期27卷 1-6页

作者：李继红徐腾飞张耀丹汪伟孟春春孙英杰谭磊宋翠萍廖瑛仇旭升丁铲中国农业科学院上海兽医研究所

副黏病毒磷蛋白,即P蛋白(phosphoprotein),富含丝氨酸和苏氨酸,在自然条件下磷酸化水平较高。副黏病毒P蛋白的磷酸化对病毒的转录和复制具有重要的作用,但新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)P蛋白磷酸化位点及其功能依然尚不明确... 详细信息

副黏病毒磷蛋白,即P蛋白(phosphoprotein),富含丝氨酸和苏氨酸,在自然条件下磷酸化水平较高。副黏病毒P蛋白的磷酸化对病毒的转录和复制具有重要的作用,但新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)P蛋白磷酸化位点及其功能依然尚不明确。本研究通过LC-MS/MS质谱对NDV La Sota病毒P蛋白的磷酸化位点进行了检测,鉴定了Ser56、Ser77、Thr78、Thr82、Ser164和Ser141六个磷酸化位点。通过在线分析,预测这些磷酸化位点的磷酸化激酶分别是PKC、CKII和GSK3。为了鉴定6个磷酸化位点的生物学功能,在已建立的表达GFP基因的NDV微型基因组质粒pTVT-LGT基础上,用荧光素酶报告基因(luciferase)替换GFP报告基因,建立了表达荧光素酶的NDV微型基因组系统。利用“丙氨酸扫描”对6个磷酸化位点进行突变后,在NDV微型基因组平台中进行功能鉴定。结果显示,T78、T82和S164位磷酸化位点的缺失显著影响了病毒RNA依赖性RNA聚合酶复合体(RNA dependent RNA polymerase,RdRp)的复制,其生物学意义有待进一步的研究。

关键词：新城疫病毒质谱微型基因组磷酸化位点

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基于混合深度学习模型的蛋白质磷酸化和羟基化位点预测算法研究

基于混合深度学习模型的蛋白质磷酸化和羟基化位点预测算法研究

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作者：徐兴宇浙江理工大学

学位级别：硕士

蛋白质作为细胞、组织的重要组成成分,是形成生命体的物质基础。蛋白质翻译后修饰（PTM）是调控蛋白质功能的重要机制。蛋白质翻译后修饰有多种修饰类型,深入研究鉴定PTM对于理解蛋白质结构和功能具有重要意义。随着后基因组时代的到来... 详细信息

蛋白质作为细胞、组织的重要组成成分,是形成生命体的物质基础。蛋白质翻译后修饰（PTM）是调控蛋白质功能的重要机制。蛋白质翻译后修饰有多种修饰类型,深入研究鉴定PTM对于理解蛋白质结构和功能具有重要意义。随着后基因组时代的到来,产生了数量庞大的未标识蛋白序列。蛋白质序列上的翻译后修饰残基位点能否被快速准确高效地标识,对于蛋白质序列的基础研究和药物的开发至关重要,也是本领域最基础和最核心问题,尤其是对蛋白质磷酸化和羟基化的研究。传统的实验学方法,需要耗费大量的时间、精力和资金。有效的生物信息学计算方法能够准确、高效地预测蛋白质翻译后修饰位点。深度学习近年来在图像识别、机器视觉、自然语言处理等方面取得突破性进展。近几年深度学习算法用于蛋白质翻译后修饰的研究文献较少,本文通过构建混合深度神经网络模型,并进一步应用于预测蛋白质磷酸化和羟基化。主要工作如下:1、综述了预测PTM的研究现状,概述了磷酸化、羟基化位点预测方法,深度学习的研究现状。2、构建混合深度学习神经网络模型。通过对蛋白质序列特征肽段的提取,选取以PTM位点为中心的肽13作为最优肽段,进一步将蛋白质字符序列转化为位置特异性打分矩阵以便作为神经网路的输入。通过卷积神经网络（CNN）提取蛋白质序列的高维特征,通过循环神经网络（RNN）提取氨基酸残基之间的关系,结合两种神经网络特点,构建混合神经网络CNN+RNN预测PTM模型。3、利用混合深度学习神经网络模型预测磷酸化、羟基化修饰位点。在蛋白质磷酸化和羟基化正负样本数据集上训练、测试和预测。在磷酸化位点预测中,我们通过构建CNN和双向长短期记忆网络（BLSTM）结合的混合神经网络使得磷酸化位点预测在数据集上最低总体准确率为0.914,最低AUC值为0.994。在羟基化预测中我们进一步构建CNN和长短期记忆网络（LSTM）结合的混合神经网络使得羟基化预测在数据集上最低总体准确率为0.892,最低AUC值为0.96。混合神经网络模型整体均优于现有的预测模型。

关键词：蛋白质翻译后修饰卷积神经网络循环神经网络磷酸化位点羟基化位点 ROC曲线 PR曲线

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基于粒度计算的蛋白质磷酸化位点预测算法研究

基于粒度计算的蛋白质磷酸化位点预测算法研究

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作者：程功广西大学

学位级别：硕士

蛋白质磷酸化是一种广泛存在于真核生物中的翻译后修饰过程。它在能量代谢、信号传导途径、神经活动、细胞周期和凋亡等多种生物过程中起着重要作用。质谱分析法等传统生物实验的成本较高,因此基于计算方法的磷酸化位点预测成为有效的... 详细信息

蛋白质磷酸化是一种广泛存在于真核生物中的翻译后修饰过程。它在能量代谢、信号传导途径、神经活动、细胞周期和凋亡等多种生物过程中起着重要作用。质谱分析法等传统生物实验的成本较高,因此基于计算方法的磷酸化位点预测成为有效的替代手段。其中无需激酶信息,仅需残基序列作为输入进行预测的非激酶特异性计算方法的需求最广。然而这种计算方法往往对训练数据做了不同的数据压缩策略（如随机采样）,降低大数据量所带来的复杂度,以提高训练效率。这些数据压缩做法会导致部分样本原始分布特征损失。此外,对磷酸化位点数据库中未标记的残基位点直接当负样本参与算法的训练也是不科学的。因此,如何解决以上问题,设计有效的算法预测未知的磷酸化位点是有意义的研究领域。基于上述研究问题,本文提出两种非激酶特异性磷酸化位点预测算法。（1）基于核模糊C均值聚类支持向量机的磷酸化位点预测算法。在粒度计算的基础上,该算法结合核模糊C均值聚类,在高维特征空间中划分粒子,获得代表整个样本空间的平衡信息粒。然后在平衡信息粒的基础上,建立了粒度支持向量机预测模型KFCC-GSVM。该模型提高了磷酸化位点数据压缩的合理性和可靠性,使得在应用传统的支持向量机分类时,压缩后的数据在核空间中的分布与预压缩数据相同。十折交叉验证表明该方法优于现有的基于支持向量机的磷酸化位点预测方法Musite和传统的GSVM方法。此外,独立数据集测试证明了KFCC-GSVM模型预测磷酸化位点的泛化能力。（2）基于正-未标记样本学习（LPU）的磷酸化位点预测算法。这是一种两阶段法。第一阶段,采用K-medoids聚类与Spy技术对未标记磷酸化位点数据进行预处理,得到初始可疑负样本集,然后对该集进行Ada Sampling自适应采样得到最终可靠负样本位点。第二阶段,对整合的正负样本点数据,以高维核空间相似性为区分依据,以信息粒的纯度和密集度作为指标迭代划分粒度空间,进行循环聚类粒化得到包含支持向量较多的信息粒,最终构建LPU-GSVM分类模型。同样的实验表明,该分类模型对磷酸化位点的预测更为有效。而且,案例分析实验证明了该算法对未知磷酸化位点的预测能力。

关键词：磷酸化位点核模糊C均值聚类支持向量机正-未标记样本学习信息粒

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