蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)解析

蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)解析第1頁/共67頁第五章蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)第2頁/共67頁蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)5.1概述5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊第3頁/共67頁5.1概述5.1.1蛋白質(zhì)5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展第4頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（protein）是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物，也稱“多肽”，它由氨基酸分子排列的線性鏈所構(gòu)成，其氨基酸序列是由對(duì)應(yīng)的基因序列（遺傳密碼）所確定。除了按照遺傳密碼所編碼的十種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸外，在某些生物體中，遺傳密碼還包括其他氨基酸。第5頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)殘基可以在被翻譯后修飾而發(fā)生化學(xué)變化，并改變其物理、化學(xué)及生物學(xué)性能，從而改變蛋白質(zhì)的功能。多個(gè)蛋白質(zhì)可以組成復(fù)合體來實(shí)現(xiàn)某一特定功能。第6頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的功能很多，例如以下幾種最基本的生理功能：1.組成和修復(fù)生物體2.調(diào)節(jié)生物體的生理機(jī)能3.運(yùn)輸載體4.供給能量第7頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)1.組成和修復(fù)生物體蛋白質(zhì)是生物體細(xì)胞的基本構(gòu)成物質(zhì)。人體的肌肉、內(nèi)臟、皮膚、大腦、毛發(fā)、血液及骨骼等的主要成分都是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)還可以幫助傷口血液凝固并促進(jìn)其愈合。第8頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)2.調(diào)節(jié)生物體的生理機(jī)能構(gòu)成生物體差不多所有的生命活性物質(zhì)，例如：催化體內(nèi)各種生物化學(xué)反應(yīng)的酶調(diào)節(jié)機(jī)體生長(zhǎng)、發(fā)育并行使正常生理功能的激素第9頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)2.調(diào)節(jié)生物體的生理機(jī)能抵御外來細(xì)菌和病毒的抗體及免疫類物質(zhì)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)充足時(shí)，一旦需要這些抗體和免疫物質(zhì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)就可以增加數(shù)百倍。參與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控細(xì)胞的發(fā)育和凋亡，及至生物體的命運(yùn)。形成生物體的滲透壓，引發(fā)生物體的各種活動(dòng)，例如肌肉的做功等。第10頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)3.運(yùn)輸載體蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)很多重要的代謝物和營(yíng)養(yǎng)素的載體。氧、脂類、維生素、礦物質(zhì)與微量元素都需要利用各種蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)缴矬w需要的地方。例如，血紅蛋白質(zhì)可以輸送氧；脂蛋白可以輸送脂肪。蛋白質(zhì)還可以充滿營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)備，例如植物種子中的大量蛋白質(zhì)，就是在萌發(fā)時(shí)用的儲(chǔ)備。第11頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)4.供給能量由于蛋白質(zhì)中含碳、氫、氧元素，當(dāng)機(jī)體需要時(shí)，可以被代謝系統(tǒng)分解，釋放出能量。第12頁/共67頁5.1.1蛋白質(zhì)綜上所述，蛋白質(zhì)參與了生命的幾乎所有過程，例如遺傳、發(fā)育、繁殖、物質(zhì)和能量的代謝、應(yīng)激等。揭示生物體內(nèi)成千上萬種蛋白質(zhì)的具體功能及其實(shí)施功能的機(jī)制，是在21世紀(jì)后基因組時(shí)代蛋白質(zhì)研究的核心內(nèi)容，也是當(dāng)前生物科學(xué)極富挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。第13頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展早在18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家AntoineFourcroy等人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)是一類獨(dú)特的生物分子。1838年，瑞典化學(xué)家JonsJakobBerzelius首先提出了蛋白質(zhì)這一概念。第14頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展1955年，英國(guó)生物化學(xué)家FrederickSanger首次正確地測(cè)定了一種蛋白質(zhì)------胰島素的氨基酸序列。主要結(jié)論是蛋白質(zhì)胰島素有確定的氨基酸序列，認(rèn)為每一種蛋白質(zhì)均有一個(gè)獨(dú)特的氨基酸序列，即有一個(gè)確定的化學(xué)成分。第15頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展第16頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展1958年，奧地利分子生物學(xué)家MaxFerdinandPerutz和英國(guó)生物化學(xué)及射線晶體學(xué)家JohnCowderyKendrew首次利用X射線晶體學(xué)方法，完成了原子分辨率的血紅蛋白和肌紅蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。1962年，他們分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。第17頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展第18頁/共67頁5.1.2蛋白質(zhì)的研究進(jìn)展第19頁/共67頁5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）主要是大規(guī)模地研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。定義：在一定時(shí)間內(nèi)一個(gè)細(xì)胞或一類細(xì)胞中存在的所有蛋白質(zhì)被稱為蛋白質(zhì)組（proteome），意指proteinsexpressedbyagenome，即一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)組織的“基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)”。第20頁/共67頁5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)組學(xué)是應(yīng)用各種技術(shù)研究蛋白質(zhì)組的一門新興科學(xué)。其目的是從整體的角度分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組分、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)之間的相互作用與聯(lián)系，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律。第21頁/共67頁5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展1994年，澳大利亞科學(xué)家MarcR.Wilkins首次提出了“蛋白質(zhì)組”的概念，當(dāng)時(shí)他還是博士生。1995年，擔(dān)任澳大利亞政府建立的世界上第一個(gè)蛋白質(zhì)組研究中心的博士后研究員。1997年，主編蛋白質(zhì)組學(xué)的第一本專著《蛋白質(zhì)組研究：功能基因組學(xué)的新前沿》。第22頁/共67頁5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展1999年，他創(chuàng)建了澳大利亞最大的蛋白質(zhì)組系統(tǒng)公司ProteomeSystems。開展了與蛋白質(zhì)組學(xué)有關(guān)的多種科學(xué)研究，涉及心臟衰竭、腎細(xì)胞癌、肺結(jié)核等。2003年，他獲得了IBM公司頒發(fā)的亞太地區(qū)公司的“年度最佳新人獎(jiǎng)”。第23頁/共67頁5.1.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展1995年，澳大利亞建立世界上第一個(gè)蛋白質(zhì)組研究中心。1997年，第一次國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)會(huì)議。1998年，美國(guó)、舊金山，第二次國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)會(huì)議。1998年，中國(guó)科學(xué)院舉辦兩次全國(guó)性的蛋白質(zhì)組學(xué)會(huì)議。2003年，召開首屆中國(guó)蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)。2004年，召開第二屆中國(guó)蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)。2004年，中國(guó)、北京，第三次國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)會(huì)議2005年，召開第三屆中國(guó)蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)。2007年，韓國(guó)、首爾，第六次國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)會(huì)議第24頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)的相互作用(PPI,Protein-proteininteraction)是指蛋白質(zhì)分子之間的相關(guān)性，并從生物化學(xué)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和遺傳網(wǎng)絡(luò)的角度研究這種相關(guān)性。將此內(nèi)容看作是一個(gè)“蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)”（PPIN）的嘗試性定義。第25頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)之間的相互作用是非常重要的生物學(xué)功能。生命的基本過程是不同功能蛋白質(zhì)在時(shí)空上有序和協(xié)同的作用；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是利用蛋白質(zhì)相互作用將信號(hào)從細(xì)胞外部轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)部；代謝是利用蛋白質(zhì)復(fù)合體或多蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)。第26頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展PPIN在許多生物過程和研究防治疾病中發(fā)揮著非常重要的作用。PPIN的研究比基因網(wǎng)絡(luò)更為復(fù)雜和困難。蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)近年來明顯發(fā)展較快。第27頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展第28頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展考慮到PPIN的復(fù)雜性，研究人員往往從多種方向和視角來研究某一生物所有的蛋白質(zhì)相互作用。而在研究PPIN的計(jì)算方法中面臨著許多挑戰(zhàn)性問題。第29頁/共67頁第30頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展a：為全面了解某一生物功能的機(jī)理，研究并確定PPIN中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互作用的邊是需要解決的第一個(gè)重要問題，這被稱為小規(guī)模實(shí)驗(yàn)。第31頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展b：研究PPIN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和規(guī)模，對(duì)于了解該網(wǎng)絡(luò)的全局性能是非常重要的。第32頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展c：研究PPIN中蛋白質(zhì)復(fù)合體是至關(guān)重要的。一些蛋白質(zhì)可與其他多個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)合組成蛋白質(zhì)復(fù)合體。通常這些復(fù)合體可以組成一個(gè)穩(wěn)定的單位，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大變化。但也有另一些高度動(dòng)態(tài)變化的復(fù)合體可導(dǎo)致細(xì)胞狀態(tài)和功能的改變。第33頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展c：蛋白質(zhì)復(fù)合體的形態(tài)可轉(zhuǎn)化為其他不同形態(tài)，由此可以構(gòu)造一種蛋白質(zhì)復(fù)合體形態(tài)演化網(wǎng)絡(luò)。第34頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展d：生物體內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑、代謝路徑和有關(guān)的細(xì)胞過程是構(gòu)建PPIN的骨干。要了解細(xì)胞，研究和建立上述路徑模型也是至關(guān)重要的。在許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝路徑中都有蛋白質(zhì)相互作用。第35頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展e：可根據(jù)蛋白質(zhì)相互作用的關(guān)系來預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的功能。預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能是目前計(jì)算生物學(xué)的一個(gè)最重要的任務(wù)。利用數(shù)據(jù)模型和計(jì)算方法，可以直接從蛋白質(zhì)序列預(yù)測(cè)PPIN的結(jié)構(gòu)、功能及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制。第36頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展例如，基于假設(shè)鄰近蛋白質(zhì)具有相似性的聚類方法，統(tǒng)計(jì)“投票”方法，全局預(yù)測(cè)方法，表達(dá)譜分析的最短距離方法，概率方法，馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)方法和信息傳遞方法等各種方法。第37頁/共67頁5.2蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展第38頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊生物中的一個(gè)有趣現(xiàn)象是直系同源（orthologous）蛋白質(zhì)可以在物種的進(jìn)化過程中保留生物功能。因此，這些直系同源蛋白質(zhì)所組成的模體可以很好地揭示這些蛋白質(zhì)在特定生物功能中的作用和重要性。第39頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊為揭示蛋白質(zhì)的進(jìn)化率和它所在的模體之間的關(guān)系，研究者對(duì)釀酒酵母的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析。分別識(shí)別了其中的兩節(jié)點(diǎn)、三節(jié)點(diǎn)和四節(jié)點(diǎn)的所組成的模體。認(rèn)為如果由于進(jìn)化壓力來維持特定模體的話，模體中的組成蛋白應(yīng)該是進(jìn)化保守的并且在其他物種中具有直系同源性。第40頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊他們研究了678個(gè)蛋白質(zhì)，且在五個(gè)其他物種中都分別具有一個(gè)直系同源蛋白。五個(gè)物種：擬南芥、果蠅、小鼠、線蟲和人。第41頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的模體中的蛋白質(zhì)具有不同的保守率。只有不到5%的三節(jié)點(diǎn)組成的線性模體其組成蛋白質(zhì)在五個(gè)物種中是完全保守的，而47%的五節(jié)點(diǎn)組成的完全連通的模體在五個(gè)物種中是完全保守的。這些結(jié)果說明直系同源蛋白在酵母蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中不是隨機(jī)分布的，而是保守模體的基本組成使得這些模體是進(jìn)化保守的。第42頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊研究還發(fā)現(xiàn)，大的模體更傾向于進(jìn)化保守。這些模體中的蛋白質(zhì)在其他物種中都具有直接同源蛋白。也就是說，對(duì)于同一模體，其包含的節(jié)點(diǎn)和連接越多，其組成蛋白質(zhì)越保守。第43頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊第44頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊第三列：給出了模體在酵母蛋白質(zhì)中相互作用中的個(gè)數(shù)；第四列：給出了在五個(gè)物種完全保守的模體所占原第三列給出模體個(gè)數(shù)的比例；第五列：給出了隨機(jī)分布的直系同源蛋白質(zhì)中所找到的模體占第三列給出模體個(gè)數(shù)的比例；第六列：給出的是第四列和第五列之比，如果該值越高說明了該模體越是高度保守的。第45頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊另外，為研究模體中組成蛋白的功能對(duì)其進(jìn)化保守的影響，研究者將模體和生物功能通過模體的組成蛋白質(zhì)連接起來。分析發(fā)現(xiàn)，大的模體具有很明顯增加的功能一致性。例如，95%的全連通的五節(jié)點(diǎn)模體，其所有的組成蛋白至少共享一個(gè)生物功能；相反，10%的兩節(jié)點(diǎn)模體是功能一致的。第46頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊對(duì)應(yīng)酵母的不同生物功能，研究者在人的基因組中找到了完全進(jìn)化保守的模體的類型和數(shù)目。對(duì)于一些特殊的生物功能，像亞細(xì)胞位置、蛋白質(zhì)命運(yùn)和轉(zhuǎn)錄，11個(gè)所研究模體中的每一個(gè)都是非常保守的。相反，其他一些生物功能，像轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)控和細(xì)胞運(yùn)輸，只有一個(gè)或者兩個(gè)保守的模體。這些結(jié)果說明，不同的生物功能不僅和模體的特定拓?fù)涮卣饔嘘P(guān)，而且還和這些模體的不同進(jìn)化速率有關(guān)。第47頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊第48頁/共67頁5.3蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中的模體和模塊網(wǎng)絡(luò)中的模體還有助于識(shí)別生物網(wǎng)絡(luò)中的重要功能模塊。分析發(fā)現(xiàn)，全連接的模體很有可能是屬于某個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合物的。第49頁/共67頁課堂小結(jié)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)定義蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)模體和模塊第50頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模在果蠅、線蟲和人類基因組計(jì)劃完成后，科學(xué)界發(fā)現(xiàn)基因數(shù)量并不能反映生物的復(fù)雜性。2008年，英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院分子生物科學(xué)系及數(shù)學(xué)科學(xué)研究所的MichaelP.H.Stumpf等發(fā)表論文指出，PPIN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與各種生物組織的復(fù)雜性有很大關(guān)系。第51頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模他們提出了一種穩(wěn)定、功能強(qiáng)大而且簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，可根據(jù)子網(wǎng)的數(shù)據(jù)來估算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。根據(jù)現(xiàn)已獲得的人類蛋白質(zhì)相互作用的大量數(shù)據(jù)，Stumpf利用此方法估算出人類PPIN的規(guī)模約為65萬，它大約比線蟲大3倍，比果蠅大一個(gè)數(shù)量級(jí)。第52頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模生物體的復(fù)雜性不僅反映在基因數(shù)量上，還與其各種相互作用數(shù)量有關(guān)。例如，可變剪接變異、翻譯后加工等均是影響生物體復(fù)雜性的重要因素?，F(xiàn)在特別缺乏人類等各種生物體的PPIN的數(shù)據(jù)。第53頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模目前，這些數(shù)據(jù)可利用各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)及利用計(jì)算機(jī)模擬推理等方法產(chǎn)生，但是這些數(shù)據(jù)具有兩個(gè)局限性：1.容易出現(xiàn)假陽性(falsepositive)和假陰性(falsenegative);2.基于高度理想化和簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第54頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模一些研究者利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)酵母的PPIN進(jìn)行了較全面深入的研究。Reguly等發(fā)現(xiàn)酵母的PPIN數(shù)據(jù)幾乎完全沒有假陽性，然而大多數(shù)其他生物體的PPIN數(shù)據(jù)仍然非常缺乏。以往的研究表明，一般來說子網(wǎng)絡(luò)與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有本質(zhì)上的不同特性。第55頁/共67頁5.4估算人類蛋白質(zhì)相互作用的規(guī)模然而最近有越來越多的人開始認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)取樣及系統(tǒng)生物學(xué)數(shù)據(jù)的重要性。Stumpf的研究表明，可以從子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)推斷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一些性能。還可以用這種方法及圖論等其他方法，根據(jù)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)來估算整個(gè)PPIN的規(guī)模，將來甚至能夠估計(jì)各種生物體相互作用組的規(guī)模。第56頁/共67頁5.4.1估算相互作用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模Stumpf提出了利用子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)估算整個(gè)相互作用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的新方法，并進(jìn)行了大量的模擬。對(duì)于某一特定特種的估算，使用了不同的獨(dú)立數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)集合是利用不同的方法產(chǎn)生，例如酵母雙雜交和TAP標(biāo)記產(chǎn)量方法。Stumpf所估算的PPIN規(guī)模數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果相當(dāng)符合。第57頁/共67頁5.4.1估算相互作用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模設(shè)相互作用網(wǎng)絡(luò)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)和MN條邊，Vn和EN分別是其節(jié)點(diǎn)和邊的集合。該網(wǎng)絡(luò)可以用下式表示：第58頁/共67頁5.4.1估算相互作用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模設(shè)有Vn的節(jié)點(diǎn)子集VS，由VS構(gòu)成的子網(wǎng)絡(luò)GS可用下式表示：其中，在GS中的邊集合ES是GN邊的集合EN的子集合，這樣就可以根據(jù)現(xiàn)有子網(wǎng)絡(luò)GS的數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)相互作用網(wǎng)絡(luò)GN的規(guī)模。第59頁/共67頁5.4.1估算相互作用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模假設(shè)網(wǎng)絡(luò)GN是根據(jù)由未知參數(shù)向量θ描述的特征模式產(chǎn)生的，GS是從GN取樣得到的子網(wǎng)絡(luò)，則抽樣的似然概率可用下式計(jì)算：其中，假定抽樣與網(wǎng)絡(luò)的生成模式無關(guān)。參數(shù)ρ是指普遍性的抽樣過程，不只是對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)抽樣。第60頁/共67頁5.4.1估算相互作用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模另外，還假設(shè)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的該網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的數(shù)量級(jí)NN是已知的，并允許節(jié)點(diǎn)具有與網(wǎng)絡(luò)連線無關(guān)的附加信息（例如，蛋白質(zhì)系列的種類）。因此，只需要利用被標(biāo)記的NN個(gè)節(jié)點(diǎn)來計(jì)算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)GN的總和。第61頁/共67頁5.4.2蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)蛋白質(zhì)互作通常可以分為物理互作和遺傳互作。物理互作是指蛋白間通過空間構(gòu)象或化學(xué)鍵彼此發(fā)生的結(jié)合或化學(xué)反應(yīng)，是蛋白質(zhì)互作的主要研究對(duì)象。而遺傳互作則是指在特殊環(huán)境下，蛋白或其編碼基因受到其他蛋白質(zhì)或基因影響，常常表現(xiàn)為表型變化之間的相互關(guān)系。第62頁/共67頁（一）蛋白質(zhì)互作檢測(cè)技術(shù)早期的蛋白質(zhì)互作檢測(cè)工作主要基于免疫共沉淀技術(shù)（co-immunoprecipitation）。近些年來，一些高通量的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)蛋白質(zhì)間的相互作用關(guān)系（蛋白質(zhì)互作）。其中較為常用的技術(shù)有酵母雙雜交（YeastTwoHybrid，Y2H）技術(shù)和串聯(lián)親和純化-質(zhì)譜分析（TandemAffinityPurification-MassSpectrometry，TAP-MS）技術(shù)。第63頁/共67頁（一）蛋白質(zhì)互作檢測(cè)技術(shù)1.免疫共沉淀技術(shù)2.酵