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蛋白质相互作用(PPI)网络的研究,是目前从整体上窥探细胞行为,研究蛋白质如何通过相互作用体现生命功能的重要手段。随着人类基因组计划(HGP)的完成和各种人类后基因组计划的实施,每时每刻全世界各个分子生物学实验室都在产生大量的分子层次的数据。作为生命功能体现者的蛋白质大分子,其数据尤其引起人们的重视。本文以DIP数据库收录的蛋白质相互作用数据为研究对象,用随机抽样的方法研究了其对PPI网络度分布的影响并通过蛋白质组之间的序列同源比对方法研究了大肠杆菌和芽殖酵母的PPI网络的演化。在此基础上进而分析了重离子辐照后的Hela细胞参与代谢途径蛋白质的PPI网络,最后分析了酵母蛋白质组的旁系同源进化关系。
本文研究结果表明,随机抽样不会影响PPI网络的度分布。大肠杆菌稳定进化蛋白质与稳定进化PPI大多数在芽殖酵母的线粒体中存在进化痕迹,我们推测真核细胞的线粒体很可能是由原核细胞与其共生之后演变而来的,这些从PPI网络演化的角度为线粒体的内共生起源提供了某些证据。而Hela细胞重离子辐照前后的PPI网络比较表明辐照后参与HeLa细胞的ATP合酶相关的蛋白质全部上调。说明辐照后,HeLa细胞的正在大量的合成ATP以供修复细胞的DNA,而且ATP5I亚基被认为是和调节ATP生产效率有关的,本次研究中也发现ATP5I亚基表达量上调非常明显。通过对酵母蛋白质组旁系同源发生树的分析我们发现蛋白质相互作用趋势随着蛋白质到共同祖先的距离绝对差的增大而减弱。
综上所述,通过对PPI网络演化的研究从系统生物学的角度而非单分子水平给出了某些内共生的PPI网络演化证据,这给研究内共生提供了一个新的视角。通过比对重离子辐照前后Hela细胞PPI网络的变化进一步深入了对Hela细胞响应重离子辐照的认识。而对酵母旁系同源进化的研究,我们也做了积极的尝试,尽管目前对旁系同源进化树中的共同祖先以及到共同祖先的距离的认识方面还存在很多争议,但是我们得出的蛋白质相互作用趋势随着蛋白质到共同祖先的距离绝对差的增大而减弱的结果是明显的。