寄生基因編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及數(shù)學(xué)分類模型的建立.pdf

1、寄生蠕蟲能分泌出一系列蛋白質(zhì)到體表或者宿主體內(nèi)，這類蛋白質(zhì)被稱為分泌蛋白質(zhì)(ES proteins)，它們具有不同的生物功能，它們幫助蠕蟲入侵宿主組織，抵抗宿主免疫系統(tǒng)，是蠕蟲能成功完成寄生生活史的關(guān)鍵因素。對(duì)分泌蛋白質(zhì)的研究是研究蠕蟲寄生機(jī)制，并從中尋求疫苗及藥物用以防治蠕蟲危害的重要手段。如果可以建立一個(gè)可以篩選、預(yù)測(cè)寄生蛋白質(zhì)的模型，用來(lái)分析未知功能的蛋白質(zhì)是否具有寄生功能，可縮小研究范圍、大大減少工作量，使研究目標(biāo)物更加明確。本

2、文通過(guò)對(duì)寄生蛋白質(zhì)序列特征的分析，建立了寄生蛋白質(zhì)分類模型，為今后建立寄生蛋白質(zhì)篩選模型提供基礎(chǔ)。 目前，有多個(gè)假說(shuō)用以解釋寄生蠕蟲如何獲得適應(yīng)寄生生活的能力的分子機(jī)制，但是沒(méi)有定論。越來(lái)越多的研究指出這類參與蠕蟲寄生過(guò)程的分泌蛋白質(zhì)是由已經(jīng)在自由生活物種中存在表達(dá)的蛋白質(zhì)獲得新的功能進(jìn)化而來(lái)的。如果表達(dá)分泌蛋白質(zhì)的基因的迅速進(jìn)化是蠕蟲適應(yīng)寄生生活所必需的，那么是否具有分泌功能的蛋白質(zhì)都具有更快速進(jìn)化的特征呢?針對(duì)這一問(wèn)題我們以

3、馬來(lái)布魯絲蟲為模型進(jìn)行了研究。我們利用BLASTP蛋白質(zhì)序列比對(duì)工具及SignalP蛋白質(zhì)N端分泌信號(hào)肽分析工具分析由馬來(lái)布魯絲蟲(Brugia malayi)基因組計(jì)劃得到的蛋白質(zhì)其 N端分泌信號(hào)的分布情況；初步探討了具有分泌功能的蛋白質(zhì)在非寄生序列中是否也處于更高進(jìn)化地位的問(wèn)題。我們一共分析了552條蛋白質(zhì)序列，其中18.8％(104/552)的序列具有 N端分泌信號(hào)肽或者分泌信號(hào)錨定位點(diǎn)。序列比對(duì)結(jié)果顯示雖然有部分具有 N端分泌信

4、號(hào)的蛋白質(zhì)序列沒(méi)有在其它物種中發(fā)現(xiàn)同源蛋白質(zhì)，但是也有同樣數(shù)量的具有N端分泌信號(hào)的蛋白質(zhì)序列是高度保守的。并且多數(shù)自由生活線蟲表達(dá)的與馬來(lái)布魯絲蟲表達(dá)的具有分泌功能的蛋白質(zhì)同樣具有 N端信號(hào)肽或信號(hào)錨定位點(diǎn)，我們認(rèn)為具有分泌功能的蛋白質(zhì)并不一定具有更高的進(jìn)化地位。 既然 N端分泌信號(hào)肽并不能在廣泛的意義上代表生物分子的進(jìn)化特征。我們將研究的重點(diǎn)放到寄生蛋白質(zhì)全序列分析上。我們根據(jù)多序列比對(duì)的結(jié)果，選擇那些在寄生序列中高度保守并且

5、不同于不具有寄生功能的序列的特定氨基酸位點(diǎn)作為聚類分析的變量，并根據(jù)氨基酸極性特性用1～20的數(shù)值來(lái)代表20種基本氨基酸，采用不同的聚類分析算法，得到了準(zhǔn)確率最高的分類模型：以所選擇的寄生蛋白質(zhì)特定保守氨基酸位點(diǎn)，并且給這些氨基酸定義數(shù)值為變量，并以皮爾遜相關(guān)系數(shù)為相似性測(cè)度，用組內(nèi)聯(lián)結(jié)法進(jìn)行聚類計(jì)算的寄生蛋白質(zhì)分類模型。我們分析了28種寄生蛋白質(zhì)家族，利用我們對(duì)變量的定義，綜合運(yùn)用各種聚類方法，24種蛋白質(zhì)家族能被成功聚類，將寄生蛋白