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蛋白质的最新研究
黄廉其1107511114

摘要
随着人类进入后基因组时代，以蛋白质组为研究对象的蛋白质组学越来越受到关注并且得到了迅速的发展。蛋白质是细胞的重要组成部分，是生命活动的执行者。蛋白质在细胞中有着十分重要的功能，包括组成器官、催化生化反应、接受与传递细胞信号、维护细胞环境等。然而，蛋白质的功能注释目前仍不完整，尤其对于高等生物有相当一部分蛋白质的功能是不明确的。用传统的实验方法去确定蛋白质的功能周期长、代价高昂，而且无法从蛋白质组这一整体层面去考虑。新兴的高通量技术产生了海量的蛋白质组学数据，使得用计算的方法来研究蛋白质的功能成为可能。本文基于数据挖掘技术，利用了高通量技术产生的大量蛋白质表达质谱数据、蛋白质氨基酸序列、蛋白质相互作用等蛋白质组学数据，针对蛋白质的功能预测这一问题进行了深入研究。
关键词:数据挖掘;蛋白质功能;亚细胞定位;谷肌甘肤化;磷酸化
ABSTRACT
Withthecomingofthepost-genomicera,theproteomicsthatfocusesoninvestigatingproteins'functionhasattractedalotofattentioninlifescience.Proteinsplayacriticalroleinlifeandareresponsibleforsomeveryimportantfunctions,suchasorgansconstitution,thecatalysisofbiochemicalreactions,thereceptionandtransmissionofcellsignaling,themaintenanceofcellenvironment,etc.However,thefunctionofmanyproteinsisunknown.Forexample,abouthalfoftheproteinsremainuncharacterizedforhumanbeing.Itisexpensiveandtime-consumingtocharacterizeproteins'functionwithtraditionalexperimentaltechniquesinlab.Computationalbiologyprovidesanalternativewaytopredictingproteinfunctionusinghigh-throughputproteomicsdata.Inourstudy,weutilizedataminingtopredictproteinfunctionbasedonproteinprimarystructures,protein-proteininteractionsandproteinexpressiondata.etc.
Keywords:datamining;proteinfunction;proteinsubcellularlocalizations;S-Glutathionylation;Phosphorylation.
1蛋白质组学
随着人类基因组计划的完成，生命科学进入了后基因组时代，生物学家的工作重心从揭示生命的所有遗传信息转移到遗传信息的功能的研究。但是基因仅是遗传信息的载体，生物功能的主要体现者是基因的表达产物一蛋白质。蛋白质是构成细胞的一种大分子物质，是细胞的重要组成部分，承担了生化反应的催化、细胞信号接收与传递、免疫保护、营养存储、物质运载和储存、机械支持、细胞环境维护等重要功能。蛋白质有其自身特有的活动规律，例如蛋白质的修饰加工、转运定位、结构变化、蛋白质与蛋白质的相互作用、蛋白质与其他生物分子的相互作用等，这些仅从基因的角度来研究是不够的[1，2]。在这种情况下，一个新兴学科蛋白质组学应运而生。蛋白质组学是在后基因组时代出现的一个新的研究领域，它是对机体、组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究。
M.R.Wilkins和K.L.Williams最早在1994年提出了蛋白质组学。他们认为蛋白质组学是一个多层面、跨学科的领域，它研究生物系统中蛋白质的复杂性和动态性。它将最新的信息跟强大的分离分析技术结合，来研究生物体和细胞中的蛋白质的功能[3]。
蛋白质组学的研究[4,5]对象已经涵盖了原核生物、真核生物、动物、植物等，但是由于微生物个体蛋白质种类少，已经成为蛋白质组学研究的突破口，并已经取得了很大进展。现阶段蛋白质组学的研究内容不仅包括对各种蛋白质的识别和定量化，还包括确定它们在细胞内外的定位、修饰、相互作用网络、活性和最终确定它们的功能以及蛋白质高级结构的解析。蛋白质组学研究的内容大致包括四个方面:
1)蛋白质组成、成分鉴定、数据