密码子上下文关联与蛋白质二级结构

对人(Homo sapiens)117个蛋白质和大肠杆菌(Ecoli)的87个蛋白质的各二级结构相对应的mRNA序列中的密码子上下文关联作了统计分析，发现它们的使用对不同种属的蛋白质二级结构有不同的偏好，对同一种属蛋白质的不同二级结构也有不同的偏好．与密码子和单碱基关联的结果比较，说明密码子上下文关联可以更加准确地预测蛋白质二级结构．     

蛋白质二级结构中对应的密码子关联的进一步讨论

从概率论的角度出发,以人和大肠杆菌蛋白质为模式,研究了蛋白质二级结构中有显著统计意义的mRNA序列上的密码子上下文关联,以及蛋白质序列上的氨基酸上下文关联.从而给出了99%置信水平上的各二级结构中的反常密码子上下文关联偏好型.为了进一步检查反常密码子关联对二级结构的影响是否有位点保守性,研究了密码子上下文关联以及氨基酸上下文关联与二级结构位点的关系,结果显示反常密码子关联与二级结构位点没有强关联.所得结果可以给出哪些密码子的上下文关联对蛋白质二级结构有影响,且对改进蛋白质二级结构的预测有一定的参考价值.     

同义密码子用语与蛋白质二级结构信息

对人体117个蛋白质和大肠杆菌的185个蛋白质的各二级结构相对应的mRNA序列中的同义密码子与氨基酸上下文关联熵、蛋白质序列中氨基酸与氨基酸上下文关联熵作了统计分析，发现密码子关联确实比氨基酸关联对蛋白质二级结构提供的信息量大，而且人蛋白质中同义密码子提供的二级结构信息比大肠杆菌中多．同时，证明了在相对信息剩余大于等于30％的情况下，Adzhubei给出的九种氨基酸中的八种其同义密码子在某些二级结构中明显的携带结构信息；此外A，N，D，R，H，C，Y这几种氨基酸的同义密码子在某些二级结构中也明显地携带结构信息．     

氨基酸分类与蛋白质二级结构相关性

从氨基酸序列和蛋白质二级结构相关性出发 ,定义信息剩余度 ,通过信息剩余度极大化 ,推导出从 2 0组到 2组的氨基酸分类结果 ,同时也得到了信息剩余度极大值 (RMAX)与约化次数的关系     

不同基因组中同义密码子重复序列的分析与比较

以闪烁古生球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、酵母、线虫和拟南芥基因组中所有ORF序列为样本,对编码序列中同义密码子重复序列和对应氨基酸重复序列的有关性质进行了分析.结果显示同义密码子重复序列中密码子的使用与全部编码序列的密码子使用有明显的差别,部分密码子的使用随着重复长度的增加,偏置增大.相同密码子2联体在同义密码子4和5联体中的位置明显偏好两端.同时给出了各密码子的联体能力,讨论了联体能力的大小与密码子碱基构成的关系.对于氨基酸重复序列,氨基酸重复片段数的对数随重复长度分布呈对数下降.重复序列中氨基酸的含量与全序列氨基酸的含量有显著差别,有些氨基酸随着重复长度的增加其含量偏置增大.亲水、小体积和非极性氨基酸容易形成长的联体,疏水、极性和大体积氨基酸形成的最大联体长度较短.最后,对6种模式生物进行了比较,讨论了上述结果与生物进化的关系.     

不同折叠类型蛋白中基于密码子的二级结构偏向性分析

在传统的Chou-Fasman蛋白质二级结构预测方法的基础上引入同义密码子使用的信息,计算了200个蛋白(49种全α结构蛋白,69种全β结构蛋白,38种仅α β结构蛋白,44种α/β结构蛋白)中不同密码子对应的氨基酸形成不同二级结构(α：螺旋,β：折叠,C：卷曲)的偏向性参数．通过对这些密码子对应氨基酸二级结构偏向性的分析,得到了氨基酸二级结构偏向性分析中所忽略的同义密码子的蛋白结构信息．这些新的信息量对于指导蛋白质设计以及提高蛋白质二级结构预测的准确率有着一定的作用．     

同义密码子非随机使用的理论模型

利用ｋ＝２时分子序列进行模型研究了同义密码子的非随机使用，讨论了密码子使用频率以及信息参数Ｄ１，Ｄ２和Ｘ与选择力参数的依赖关系，另外，考虑到氨基酸相似因子，建立了密码使用频率的一个相似突变模型，研究了同义密码子的非随机使用。     

蛋白质二级结构由氨基酸和mRNA序列编码

据氨基酸序列,密码子序列和蛋白质二级结构序列的比较,指出约18％的两肽的密切子具有反常的蛋白质结构偏好性,并且这种以常不能用随机涨落解释,因而关于蛋白质折迭的Anfinsen原理可能需要作适当修正。     

由氨基酸序列预测蛋白质二级结构的进一步研究

本文在工作[1][2]的基础上进一步研究了蛋白质二级结构的经验预测,着重讨论了如何制定预测规则的问题,并将预测工作计算机化.在蛋白质资料库中随机选取了21个蛋白质(3296残基)进行预测,正确率对α螺旋和β折迭分别为84.4%和81.9%.     

用信息聚类方法研究蛋白质的氨基酸组成和二级结构含量的关系

从蛋白质的氨基酸组成出发，用信息聚类方法给出了蛋白质的聚类树状图，发现树状图的分支与蛋白质二级结构的含量有较强的相关性．     

tRNA丰度是影响蛋白质二级结构形成的一个因素

从人和大肠杆菌蛋白质和DNA序列的统计分析，发现mRNA的对应一定蛋白质二级结构的m密码子片段(m=3，4，…，8)，当平均tRNA拷贝数高时(对于人高于11，对于大肠杆菌高于2．O)，偏好编码螺旋，而避免编码线团；当平均tRNA拷贝数低时，偏好性正好反过来．对于beta折叠，未发现和tRNA拷贝数有明显的统计关联．对大肠杆菌也研究了密码子频数与蛋白质二级结构的相关性，其间的关联比tRNA拷贝数与蛋白质二级结构的关联弱．因此，tRNA拷贝数与蛋白质二级结构的关联可能更为本质．机制目前尚不清楚．一种可能的解释是：tRNA丰度以某种方式影响了新生肽链的折叠，通过翻译精度的因素影响了蛋白质二级结构的形成．     

蛋白质二级结构的统计力学研究

本文将Zimm-Bragg模型推广到实际多肽链，建立了蛋白质二级结构的统计力学形式，着重讨论了如何依据统计力学预测蛋白质二级结构的问题。