低氧响应过程中蛋白质半胱氨酸修饰调控作用的生物信息学分析

摘要

目的:基于生物信息学探讨蛋白质半胱氨酸修饰(PCM)在低氧响应过程中的调控作用。方法:通过比对iHypoxia数据库中低氧响应蛋白的UniProt ID和CysModDB、iCysMod数据库中PCM底物的UniProt ID,筛选出能够发生PCM的低氧响应蛋白及其修饰位点，分析不同物种和不同PCM类型中以上蛋白及修饰位点的分布情况，并分析同一PCM位点上不同半胱氨酸修饰之间的相互影响。对人类发生PCM的低氧响应蛋白进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。利用Xena Browser网站上12种常见肿瘤的体细胞突变数据筛选发生PCM的人类低氧响应蛋白上的错义突变，比较非PCM区域和PCM区域每1 000个氨基酸中的突变数。利用COSMIC和DrugBank数据库比对发生PCM的低氧响应蛋白的UniProt ID与癌基因和药物靶标的UniProt ID,获取发生PCM的低氧响应蛋白分别被注释为癌基因与药物靶标的数量并进行癌基因与药物靶标富集分析。结果:共获得4种动物(人类、小鼠、大鼠和牛)1 111个低氧响应蛋白的5 242个PCM位点；低氧响应蛋白可发生氧化、S-亚硝基化、S-谷胱甘肽化等多种PCM,不同修饰之间存在相互影响。受PCM调控的低氧响应蛋白显著富集于与癌症等相关的信号通路中。596个低氧响应蛋白的错义突变更易于发生在PCM区域。人类发生PCM的低氧响应蛋白中有85个被注释为癌基因，340个被注释为药物靶标，且受PCM调控的低氧响应蛋白与癌基因和药物靶标高度相关(富集比例分别为8.34和4.63,P<0.01)。结论:PCM在低氧响应过程中发挥重要调控作用。

关键词

蛋白质半胱氨酸修饰 / 低氧响应蛋白 / 调控作用 / 生物信息学分析