论文部分内容阅读
固有无序蛋白是一类具有柔性结构的蛋白质，天然状态下没有稳定空间结构，在生物体内广泛存在，参与信号调控等多种重要的生命进程，与人类的多种重大疾病相关，已成为目前生命科学的研究热点。固有无序蛋白行使生物功能的重要方式之一是结合不同成份形成空间结构。由于实验研究难度大，目前还没有专门针对固有无序蛋白与其它成份的相互作用位点信息的数据库。因此本课题首先基于Disprot、Uniprot和PDB数据库，收集了固有无序蛋白与其它成份的相互作用位点信息，构建了首个固有无序蛋白结合位点数据库。在此基础上，进一步结合DSSP数据库，融合了固有无序蛋白与其它成份相互作用后无序区形成的二级结构信息。该数据库网址是http://biophy.dzu.edu.cn/bssdidps/index.php，可供用户免费使用。数据库当前版本包含226条固有无序蛋白、465个有序区、428个无序区和3572个结合位点。此外，还包含98条固有无序蛋白的无序区二级结构信息，无序区中具有二级结构的氨基酸个数为3590。 为了揭示固有无序蛋白与其它成份相互作用位点分子特征，本文利用三种数学模型分别对有序区和无序区结合位点氨基酸偏好性进行了深入分析，结果表明整体上有序区与无序区的结合残基氨基酸使用偏好性不同。其中有序区结合残基偏好使用Y、W、F、H、N、M，大部分为侧链体积较大的氨基酸；无序区结合残基偏好使用R、K这类碱性氨基酸。对于不同结合类型的固有无序蛋白来说，结合位点氨基酸使用偏好也有不同程度差别。与DNA相互作用的有序区结合残基偏好使用W、K、N、F、T、Y，无序区结合残基偏好使用R、H、C、S、Y；与RNA相互作用的有序区结合残基偏好使用R、Y、M、I、N、C，无序区结合残基偏好使用 K、H、S、F、G、T；与蛋白质相互作用的有序区结合残基偏好使用Y、R、H、F、M、N，无序区结合残基偏好使用W、D、Q、I。因此有序区与无序区结合残基的氨基酸使用偏好不同。但有序区之间结合残基偏好的氨基酸相似，都偏好带正电荷的以及侧链较长的极性氨基酸。而在无序区结合残基方面，与蛋白质相互作用偏好的结合残基在极性、侧链体积以及溶剂可及性表面积上较与核酸相互作用偏好的结合残基大，而且与DN A相互作用的无序区结合残基相比与RNA相互作用的无序区结合残基，前者更偏好侧链较长、极性大的氨基酸。同时，本文对无序区结合其它成份后形成的二级结构进行了分析，结果表明结合后并不是所有的无序区都会转变成有序的结构，有部分无序区还是保持无序结构。此外，固有无序蛋白无序区二级结构主要以α-螺旋和环或无规则的卷曲为主，并且无序区二级结构偏好带电荷的氨基酸，不偏好具有环状结构的氨基酸。除此之外，本文还发现20种氨基酸对形成的二级结构类型的偏好并不同。因此，本课题的研究为固有无序蛋白的相互作用研究提供了可靠的数据平台，对基于固有无序蛋白的药物研究也具有重要的促进作用。