Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
Offener Zugang

Abstrakt

Annotation der Funktion proteinkodierender Gene auf Basis von Genontologiebegriffen benachbarter koexprimierter Gene

Vu Ha Tran, Ahmad Barghash und Volkhard Helms

Proteine ​​sind in praktisch jedem zellulären Prozess von zentraler Bedeutung, aber aufgrund experimenteller Schwierigkeiten bei Funktionstests wurden vielen Proteinen noch keine Funktionen zugeordnet. Um dieses Problem zu lösen, wurden viele rechnergestützte Methoden entwickelt, die auf Sequenzhomologie, dreidimensionaler Struktur, genomischem Kontext und Genexpression basieren, um die Funktionen von Proteinen vorherzusagen. Hier haben wir die Leistung eines neuen Ansatzes getestet, der auf dem Konzept bakterieller Operons basiert. Um die Substratspezifitäten von Membrantransportern vorherzusagen, haben wir genomisch kontextbasierte Methoden mit Genontologie und Genexpressionsdaten kombiniert und dabei SVM zur Klassifizierung von Genen verwendet. Wir haben festgestellt, dass sich bei Escherichia coli die Substratspezifitäten von Membrantransportern mit einer Genauigkeit von ca. 90 % aus den biologischen Funktionen koexprimierter benachbarter Gene vorhersagen lassen. Bei Saccharomyces cerevisiae und Homo sapiens sind die entsprechenden Genauigkeiten mit etwa 80 % geringer. Bei der Anwendung der gleichen Strategie auf Enzyme von vier Stoffwechselklassen von Escherichia coli stellten wir niedrigere Genauigkeiten von 77 % (2-Klassen-Vorhersage) bzw. 68 % (4-Klassen-Vorhersage) fest. Dies deutet darauf hin, dass die Übertragung funktioneller Assoziationen zwischen koexprimierten Nachbargenen fallspezifisch sein könnte.