一种全局比对的蛋白互作网络融合方法技术

本发明专利技术公开了一种全局比对的蛋白互作网络融合方法，其特征在于它分为序列比对，节点提取和网络融合三个步骤；其中将需要融合的两个网络中，一个作为目标网络，另一个作为质询网络，网络融合时先建立两网络中节点的关系，即两个网络中的序列同源关系，然后以一对相互作用关系为单位，从目标网络中提取出重合的互作关系或者添加目标网络中不存在的互作关系，最后形成融合的蛋白互作网络，本发明专利技术进一步公开了公开的全局比对的蛋白互作网络融合方法在构建新的凡纳滨对虾蛋白互作网络方面的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物信息学
，涉及一种全局比对的蛋白互作网络融合方法。
技术介绍
蛋白质是生命的物质承担者，在形成几乎所有生命系统、调控各种生理/病理进程中发挥重要的作用。但是生命体性状的改变不能仅仅归结为单独几个蛋白质的作用，而是许多蛋白之间的相互作用。因此，蛋白质互作网络的研究已经成为蛋白质研究的热点。蛋白相互作用网络可以通过一些高通量的实验方法得到，如酵母双杂交[1]、免疫沉淀串联质谱分析[2]等。然而实验方法的复杂性使得并不是所有物种都已经具有通过实验得到的蛋白互作数据，当不具备实验数据的条件下，基于整合各种数据库数据的计算机构建方法也在兴起，如通过融合酵母、果蝇、线虫和人的同源蛋白而构建的拟南芥蛋白互作网络[3]。这种构建方法在构建质量和全面性上尚不完善,这一问题直接影响了对凡纳滨对虾免疫机理的研究和分析，而本专利中提出的全局比对的蛋白互作网络算法通过同源序列比对，最大程度融合不同的蛋白互作网络信息，在构建质量和数据全面性上都得到了提高。具备两个不同的蛋白互作网络及每个节点的序列数据，blast软件，以及perl软件。该方法将两个不同物种的蛋白互作网络进行融合，以此构建新的蛋白互作网络。
技术实现思路
一种全局比对的蛋白互作网络融合方法，其特征在于它分为序列比对，节点提取和网络融合三个步骤；将需要融合的两个网络中，其中一个作为目标网络，另一个作为质询网络。网络融合时先建立两网络中节点的关系，即两个网络中的序列同源关系。然后以一对相互作用关系为单位，从目标网络中提取出重合的互作关系或者添加目标网络中不存在的互作关系，最后形成融合的蛋白互作网络。网络融合的过程如图1所示。网络融合的步骤为：（1）序列比对：比对目标网络和质询网络中的节点序列，以目标网络中的序列数据作为数据库，比对时期望值（E值）为1e-005。（2）节点提取：分析比对结果，认为质询网络中的序列与目标网络中满足E值为1e-005的条件，且第一个匹配的序列（即相似度最高的序列）是同源的，提取目标网络和质询网络中所有具有同源关系的序列及其在目标网络和质询网络中的互作关系。（3）网络融合：将质询网络中的互作数据和目标网络的互作数据进行融合。以一个相互作用关系为单位进行比对，融合过程分为以下三种情况：（a）一个相互作用的两个节点序列都被认定为同源关系时，直接提取目标网络互作数据，融合网络中对应节点的序列名称采用目标网络中的序列名称，如图1中的C-D；（b）只有一个节点序列被认定为同源关系时，融合网络中对应节点的序列名称采用目标网络中的序列名称，并同时添加与之相互作用的目标网络和质询网络中的序列，如图1中的D-E和D-f；（c）若两个节点没有被认定为同源关系时，则在融合网络中添加质询网络中的序列及其相互作用，如图1中的f-g。本专利技术公开的全局比对的蛋白互作网络融合方法的有益效果在于：该方法应用在构建凡纳滨对虾全局蛋白网络中。实验采用凡纳滨对虾血淋巴组织样品，测序后获得凡纳滨对虾转录组数据共有52073条unigene。所选择的模式生物为果蝇、线虫、人、褐鼠、家鼠和酵母，首先将模式生物蛋白序列分别与凡纳滨对虾血淋巴组织unigene序列进行比对，得到了六个基于上述六种模式生物的蛋白互作子网络，之后将这六个子网络按照与凡纳滨对虾亲缘关系由近及远的顺序依次进行网络融合，融合顺序为果蝇、线虫、人、褐鼠、家鼠、酵母，经过五次融合，最终得到凡纳滨对虾的蛋白互作网络。网络融合过程采用本专利所述方法。按照本专利所述方法，以果蝇蛋白互作网络和线虫蛋白互作网络的融合为例，网络融合过程及结果如下：（1）果蝇蛋白网络作为目标网络，线虫蛋白互作网络作为质询网络。将果蝇蛋白序列与线虫蛋白序列进行比对，比对方法采用blastp，认为第一个匹配的序列为同源序列。（2）提取果蝇蛋白互做网络和线虫蛋白互作网络中所有具有同源关系的序列及其互作关系。（3）以一个相互作用关系为单位进行比对，将果蝇蛋白互作网络与线虫蛋白互作网络进行融合。其中，若一个相互作用的两个节点序列都被认定为同源关系时，直接提取果蝇的网络互作数据，融合网络中对应节点的序列名称采用果蝇网络中的序列名称；若只有一个节点序列被认定为同源关系时，融合网络中对应节点的序列名称采用果蝇互做网络中的序列名称，并同时添加与之相互作用的果蝇或者线虫互作蛋白网络中的序列；若两个节点没有被认定为同源关系时，则在融合网络中添加线虫网络中的序列及其相互作用。五次融合分别得到的融合网络规模如表一所示，五次融合后，形成的凡纳滨对虾蛋白互作网络中包含蛋白3866个，蛋白相互作用关系46475条。表一凡纳滨对虾蛋白互作网络融合结果本专利技术重点解决了缺乏蛋白互作网络实验数据时，蛋白互作网络的计算机构建问题，同时在构建过程中对于数据的完整性和高质量都具有严格的要求，为进一步研究非模式生物的生物过程奠定了基础。附图说明图1为蛋白互作网络融合示意图；图2全局比对的蛋白互作网络融合方法流程示意图。具体实施方式下面通过具体的实施方案叙述本专利技术。除非特别说明，本专利技术中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本专利技术的范围，本专利技术的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本专利技术实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本专利技术的保护范围。实施例1该方法应用在构建凡纳滨对虾全局蛋白网络中。实验采用凡纳滨对虾血淋巴组织样品，测序后获得凡纳滨对虾转录组数据共有52073条unigene。所选择的模式生物为果蝇、线虫、人、褐鼠、家鼠和酵母，首先将模式生物蛋白序列分别与凡纳滨对虾血淋巴组织unigene序列进行比对，得到了六个基于上述六种模式生物的蛋白互作子网络，之后将这六个子网络按照与凡纳滨对虾亲缘关系由近及远的顺序依次进行网络融合，融合顺序为果蝇、线虫、人、褐鼠、家鼠、酵母，经过五次融合，最终得到凡纳滨对虾的蛋白互作网络。网络融合过程采用本专利所述方法。按照本专利所述方法，以果蝇蛋白互作网络和线虫蛋白互作网络的融合为例，网络融合过程及结果如下：（1）果蝇蛋白网络作为目标网络，线虫蛋白互作网络作为质询网络。将果蝇蛋白序列与线虫蛋白序列进行比对，比对方法采用blastp，认为第一个匹配的序列为同源序列。（2）提取果蝇蛋白互做网络和线虫蛋白互作网络中所有具有同源关系的序列及其互作关系。（3）以一个相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全局比对的蛋白互作网络融合方法，其特征在于它分为序列比对，节点提取和网络融合三个步骤；其中将需要融合的两个网络中，一个作为目标网络，另一个作为质询网络，网络融合时先建立两网络中节点的关系，即两个网络中的序列同源关系，然后以一对相互作用关系为单位，从目标网络中提取出重合的互作关系或者添加目标网络中不存在的互作关系，最后形成融合的蛋白互作网络，网络融合的步骤为：（1）序列比对：比对目标网络和质询网络中的节点序列，以目标网络中的序列数据作为数据库，比对时期望值（E值）为1e‑005；（2）节点提取：分析比对结果，认为质询网络中的序列与目标网络中满足E值为1e‑005的条件，且第一个匹配的序列，即相似度最高的序列是同源的，提取目标网络和质询网络中所有具有同源关系的序列及其在目标网络和质询网络中的互作关系；（3）网络融合：将质询网络中的互作数据和目标网络的互作数据进行融合，以一个相互作用关系为单位进行比对，融合过程分为以下三种情况：（a）一个相互作用的两个节点序列都被认定为同源关系时，直接提取目标网络互作数据，融合网络中对应节点的序列名称采用目标网络中的序列名称,其中C‑D；（b）只有一个节点序列被认定为同源关系时，融合网络中对应节点的序列名称采用目标网络中的序列名称，并同时添加与之相互作用的目标网络和质询网络中的序列的D‑E和D‑f；（c）若两个节点没有被认定为同源关系时，则在融合网络中添加质询网络中的序列及其相互作用。...

【技术特征摘要】
1.一种全局比对的蛋白互作网络融合方法，其特征在于它分为序列比对，节点提取和
网络融合三个步骤；其中将需要融合的两个网络中，一个作为目标网络，另一个作为质询网
络，网络融合时先建立两网络中节点的关系，即两个网络中的序列同源关系，然后以一对相
互作用关系为单位，从目标网络中提取出重合的互作关系或者添加目标网络中不存在的互
作关系，最后形成融合的蛋白互作网络，网络融合的步骤为：
（1）序列比对：比对目标网络和质询网络中的节点序列，以目标网络中的序列数据作为
数据库，比对时期望值（E值）为1e-005；
（2）节点提取：分析比对结果，认为质询网络中的序列与目标网络中满足E值为1e-005
的条件，且第一个匹配的序列，即相似度最高的序列是同源的，提取目标网络和质询网络中
所有具有同源关系的序列及...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝彤，彭玮，孙金生，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津;12