选择性剪接对蛋白质折叠的影响

The research of this project is focus on the effects of alternative splicing on the folding of coded protein. The research aim is to explore the mechanism of alternative splicing and the evolvotionary mechanism of the folding of proteins. A predicting model was consturcted to show the change of structure of proteins coded by alternative splicing and it would also become a useful tool for the researcher to search the meaning alternative splicing events. The present research is limited on the analysis of a few alternative splicing events. For a large number of alternative splicing events, the problem how to recognize the splicing regions remaining the key biological function is far from settled. This project made use of a series of predicting models and some statistics method to analyze the relation between alternative splicing events and the folding of proteins. Based on these results, a predicting model would be constructed. By used of this model, a real biological system in the different biological conditions would be analyzed. It is helpful to search the meaning alternative splicing events and provide the important information on the effects of alternative splicing on the folding of coded proteins.

本项目研究选择性剪接对蛋白质折叠的影响，探求选择性剪接的剪接机制以及蛋白质折叠机制，构建选择性剪接对蛋白质折叠影响的预测平台，为研究者搜寻有意义的选择性剪接提供有力的工具。目前，选择性剪接对蛋白质相互作用影响的研究局限于少量的且产物确定的选择性剪接事件的分析上，对于大多数选择性剪接事件来说，如何识别哪些剪接区域能够保留核心的生物功能的问题还远没有解决。本项目将利用一系列的分析模型以及统计方法，通过研究选择性剪接与蛋白质折叠类型之间的相关性，分析选择性剪接对蛋白质折叠的影响，构建一个预测模型，实现选择性剪接产物在折叠类型变化上的预测。利用构建的预测模型，对真实的生物系统进行研究，分析不同生理条件下的选择性剪接事件对蛋白质折叠的影响。本项目的研究能够识别有意义的选择性剪接事件，提供选择性剪接对蛋白质折叠影响的信息。

本项目首先对选择性剪接事件进行了分析，构建了选择性剪接事件产物翻译模型。针对本项目的特点和要求，确定了翻译模型在选择产物氨基酸序列时的两个条件：（1）在选择性剪接事件中，无论增加还是移除剪接外显子后，相应的选择性剪接事件的产物经过翻译后，翻译出的氨基酸序列中至少应存在一个不间断的开放阅读框；（2）在最长的开放阅读框中应包含完整的或部分的选择性剪接事件中的组成型外显子和完整的选择性外显子。本项目利用构建的选择性剪接事件产物翻译模型实现了剪接事件中氨基酸序列的翻译，为后续研究提供了基础。. 随后，利用VSL2、SPINE X和Pfam对选择性剪接事件产物氨基酸序列的空间结构进行了分析。分析结果表明，大多数的选择性剪接事件产物氨基酸序列具有无序结构区域，在发生剪接的区域内，产物氨基酸序列的结构呈现出明显的偏好性，即或者是完整的无序结构，或者是完整的稳定结构。选择性剪接事件也会造成氨基酸序列在不同二级结构状态中改变，截短产物氨基酸序列的结构域，且发生剪接的位置通常位于蛋白质的表面。.最后，我们构建了选择性剪接事件对氨基酸结构影响的分析平台，提供每一个选择性剪接事件对产物蛋白质结构的影响信息。所研究成果分别应用于选择性剪接调控机制的分析，蛋白质折叠机制的分析、选择性剪接事件中功能型microindels预测、选择性剪接事件中功能型microexon预测、选择性剪接对蛋白质功能影响分析等生物前沿课题的研究中，取得了更好的分析效果。