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蛋白质功能预测方法概述摘要: 蛋白质是生物体内最必需也是最通用的大分子，对它们功能的认识对于科学领域和农业领域的发展有着至关重要的作用。随着后基因组时代的发展，NCBI 数据库中迅速涌现出大量不明结构与功能的蛋白质序列，这些蛋白质序列甚至一跃成了研究的热点。近几十年来蛋白质功能预测的方法不断被完善。由最初的仅基于蛋白质序列或3D 结构信息的方法衍生出更多的基于序列相似性、基于结构基序、基于相互作用网络等新方法，这些新型方法采用新的算法、新的研究思路和技术手段，力求得到准确性与普遍性并存，能够被广泛应用的蛋白质功能预测方法。本文综述了近年来蛋白质功能预测的方法，并将这些研究方法分类归纳，各自阐明了每类方法的优缺点。关键词: 蛋白质功能预测方法，结构基序，相互作用网络，ESGAn Overview protein function prediction methodsAbstract: Protein is the most necessary and versatile macromolecules in vivo，researches on their functions are veryimportant to the fields of science and the development of the agriculture． With the development of the post － genomicera，the NCBI database quickly emerges a large number of protein sequences of unknown structure and functions，which even become hot research Points． In the recent decades，protein function prediction methods have beenmore and more improved and developed． This article reviews the protein function prediction methods occured in recentyears，All these methods were inducted and classicicated，and their advantages and disadvantages of each methodswere illustrates respectively．Keywords: Protein Function Prediction Methods，Structal Motif，Interaction Networks，ESG1 引言基因组学和蛋白质组学在过去十年的发展过程中产生了大规模的新的蛋白质序列和试验数据，科学家为了确定这些新序列的功能借助计算机手段进行了大量的研究［1 － 2］。在过去的二十年里，人们利用计算机技术对蛋白质功能进行预测的文章发表了上千篇之多( http: / /www．ncbi．nlm．nih．gov /pubmed) ，大部分是基于序列相似性、基于结构域、基于相互作用网络等方法预测，再利用生物学知识来进行解析。本文综合阐述了迄今为止蛋白质功能预测的分类，大致可分为四类: ( 1) 基于序列相似性预测方法; ( 2) 基于蛋白质相互作用网络预测方法;( 3) 基于结构相似性预测方法; ( 4) 其他预测方法。2 蛋白质功能蛋白质功能对于客观环境很敏感: 给定的发挥作用的空间环境不同、规定的作用时间不同都可以使蛋白质所表现出来的功能是有差异性的。为了使功能预测的结果更加准确，Bork 等提出了一种蛋白质功能类型的分类［3］，按蛋白质发挥作用的平台不同将蛋白质功能分为分子功能，细胞功能和生理功能。很明显，这三个类型不是独立存在的，而是如图2 那样等级相关的。现如今在蛋白质功能预测中最常用的是GO 分类，Gene Ontology 分类从细胞组成、分子功能和生物学途径三方面描述蛋白质的性质与功能。分子功能是描述其分子生物学活性，如催化活性、结合活性，可以具体到腺苷酸环化酶活性或钟形受体结合活性等; 生物学途径是细胞生长和维持、信号转导过程，更狭义可描述为在嘧啶代谢或α－配糖基的运输等具体过程。所以蛋白质功能预测的最终想得到结果是: 这个新序列在细胞中充当什么组分，在哪个生物学过程中起作用，起着什么样的作用。图1 蛋白质功能预测方法的分类图2 蛋白质功能类型分类3 蛋白质功能预测的方法蛋白质功能预测方法可粗略分为基于序列相似性预测、基于蛋白质相互作用网络预测、基于结构相似性预测和其它不依赖于相似性的预测方法。我们将分别列举近年