ANN方法在蛋白酶體酶切研究中的應(yīng)用.pdf

1、蛋白酶體(Proteasome)在抗原肽加工提呈過程中發(fā)揮著重要的酶切功能。為了進(jìn)一步研究蛋白酶體酶切特異性，本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測蛋白酶體的酶切位點，采用10折交叉驗證法得到預(yù)測準(zhǔn)確度為80.21％。在相同檢驗集下，將本模型與其他預(yù)測模型比較，結(jié)果是本模型性能指標(biāo)最優(yōu)。通過計算樣本數(shù)據(jù)的酶切位點兩側(cè)區(qū)域氨基酸對裂解的貢獻(xiàn)，得出蛋白酶體酶切位點及其兩側(cè)區(qū)域氨基酸的酶切特異性，反映了蛋白酶體裂解抗原蛋自的相互作用信息，這表明蛋白酶體對抗

2、原蛋白的酶切處理不是隨機的，而是有一定模式和選擇性的。 在主要組織相容性復(fù)合體分子(maior histocompatibility of complex class I，MHC I)分子結(jié)合的抗原肽加工提呈過程中，真核細(xì)胞中的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)對抗原蛋白發(fā)揮著重要的酶切降解功能，其過程是靶蛋白首先以共價鍵形式聯(lián)結(jié)多個泛素(ubiquitin)分子，形成靶蛋白多聚泛素鏈，即靶蛋白泛素化(ubiquitination)，然后再被輸

3、送到26S蛋白酶體(proteasome)中被消化降解。哺乳動物26S蛋白酶體(proteasome)是由一個20S催化顆粒(catalytic particle，CP)和兩個19S調(diào)節(jié)顆粒(regulatory particle，RP)組成的ATP(adenosine-triphosphate，ATP)依賴性蛋白水解酶復(fù)合體。20S CP是26S蛋白酶體的催化核心，它是由4個圓環(huán)堆疊形成的桶狀復(fù)合物，其中兩側(cè)外環(huán)每個環(huán)是由α1-α7亞

4、基組成，兩個內(nèi)環(huán)每個環(huán)是由β1-β7亞基組成，4個環(huán)的中央形成一個狹窄的內(nèi)腔。2個β內(nèi)環(huán)形成了20S CP的催化中心空腔，其內(nèi)壁為催化活性位點所在地；外側(cè)α環(huán)中心的孔道是底物到達(dá)催化中心空腔的通道，一般被α亞基上的N末端所封閉，阻止胞內(nèi)非目的靶蛋白進(jìn)入20S CP內(nèi)被降解破壞。人體中20S CP的活性調(diào)節(jié)顆粒因子有兩種：一種是19S RP，另一種是11S調(diào)控因子(regulator,REG)。當(dāng)兩個19S RP結(jié)合到20S CP的兩端，

5、就形成了一種ATP依賴性蛋白水解酶復(fù)合體--26S蛋白酶體。19S RP的功能是識別泛素化的靶蛋白并在其進(jìn)入20S CP前對其進(jìn)行去泛素、去折疊和移位，19S RP與20S CP的結(jié)合導(dǎo)致α亞基構(gòu)象改變，并開啟底物通道，α亞基能促使底物進(jìn)入20S CP的水解中心，只有進(jìn)入蛋白酶體內(nèi)部的靶蛋白才能夠被水解。當(dāng)11S REG結(jié)合到20S CP兩端，就形成了一種非ATP依賴性蛋白水解酶復(fù)合體，即橄欖球蛋白酶體，11S REG本身不具有催化和降

6、解靶蛋白的功能，但可激活蛋白酶體的蛋白酶活性，以及在促進(jìn)多肽片段產(chǎn)生中起到重要作用。當(dāng)19S RP和11S REG分別結(jié)合到20S CP的兩端可形成一種特殊的蛋白酶體復(fù)合體，稱之為雜化蛋白酶體。此外，在脊椎動物中，γ干擾素等細(xì)胞因子可顯著地誘導(dǎo)產(chǎn)生βli(LMP2)、β5i(LMP7)、β2i(MECLl)分別置換20S CP中的β1、β5、β2。這種被γ干擾素誘導(dǎo)的20S CP稱為”免疫蛋白酶體”，而沒有被誘導(dǎo)的20S CP稱之為“組