泛素化特異性及其調控細胞自噬的生物信息學研究

《泛素化特異性及其調控細胞自噬的生物信息學研究》是依託華中科技大學，由劉澤先擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：泛素化特異性及其調控細胞自噬的生物信息學研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉澤先
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

作為最重要的蛋白質翻譯後修飾之一，泛素化主要通過介導底物的降解來調控細胞內的生命活動。泛素化和去泛素化的特異性分別由泛素連線酶 (E3) 和去泛素化酶 (DUB) 決定。研究泛素化調控的特異性對了解泛素化在生命活動中的功能和分子機制以及與疾病和癌症的關係有著重要的意義。目前，蛋白質組學的發展極大地推動了泛素化底物位點的鑑定，但是具體的調控機制並不清楚，且缺乏相關的分析方法與工具。建立計算分析泛素化調控的生物信息學平台將推動對泛素化的研究。本項目擬收集實驗證實的E3和DUB特異性的泛素化底物位點並研究其特徵，構建E3和DUB特異性調控泛素化的預測工具。利用該工具系統分析已知的泛素化底物位點數據並結合實驗進行驗證與探索。整合計算預測的泛素化調控關係與蛋白質相互作用數據構建泛素化調控網路，結合網路分析方法研究自噬過程中的泛素化調控，探索其中重要的E3、DUB及泛素化事件並進行實驗驗證與探索。

結題摘要

作為最廣泛和最重要的蛋白質翻譯後修飾之一，泛素化通過介導底物蛋白質的降解從而調控細胞內各項生命活動的過程。泛素化的可逆調控由級聯的泛素活化酶 (E1) 、泛素結合酶 (E2) 和泛素連線酶 (E3) 介導，而泛素化的精確調控則主要由E3的特異性決定。因此，開發分析和預測E3特異性泛素化調控的計算方法和工具將極大地助力探索泛素化在各種生命活動中的功能與分子機制。本項目的主要研究內容在於建立計算分析泛素化調控的生物信息學方法和軟體工具，並基於這些方法和軟體工具對泛素化底物位點數據進行分析和研究，探索泛素化這一分子調控機制在各種生物學過程中的作用與功能。項目實施過程中，在基於分組的預測系統 (GPS) 算法基礎上進行改進和完善，構建出了預測E3特異性泛素化位點的計算模型，開發出了軟體工具GPS-PLUB，取得了良好的預測性能，預測準確度較高。在此基礎上，利用GPS-PLUB軟體對大規模的泛素化組數據進行了注釋。此外，通過結合蛋白質相互作用數據，構建了泛素化調控網路，並將其套用到細胞自噬相關蛋白質的泛素化調控網路分析、水稻幼穗泛素化組數據分析的研究中。通過該項目的實施，開發了E3特異性的泛素化位點預測分析方法與軟體工具，並成功套用到相關生物學過程的泛素化調控機制研究中。