随着高通量测序技术和串联质谱技术的快速发展,人类基因组和蛋白质组的全景图逐渐被建立,越来越多的以前未被发现的蛋白质被人们鉴定到。然而,与海量的组学数据产生速度相比,对于蛋白质功能的研究却发展较慢。主要原因是实验手段探究蛋白功能虽然可靠性高,但是通量却很低。到目前为止,约3,000个可编码蛋白的基因没有可靠的功能注释。完善蛋白的功能注释是生物学发展必不可少的,是当前生物学亟需解决的任务。寻找未知功能蛋白与已知功能蛋白的关联,是计算方式解析未知功能蛋白的理论依据。本文首先探讨了未知功能蛋白的互作蛋白少,保守性低,构象多变的属性,然后通过聚类的方式,利用全基因组的系统进化谱、蛋白互作谱和基因表达谱,将未知功能蛋白与已知功能蛋白聚在一起,建立未知功能蛋白与已知功能蛋白的关联,进而用关联强度打分预测蛋白质具有各种功能的可能性。我们选取了约2,000个研究较多、功能注释全面的人类蛋白质,用于分别评估依赖进化关系、互作关系和表达关系进行功能注释的可靠性,分别最高可达到约40%,45%和32%的准确度。考虑蛋白质功能预测方法存在广泛的互补性,我们利用贝叶斯网络方法有效地整合进化、互作和表达三个层面的信息使得我们对功能预测的准确率提高到62%,这个预测准确度对于那些没有同源序列的难定性蛋白是一个理想的预测结果。最后,我们对这些未知功能的蛋白质从蛋白复合物和信号通路两个方面做了生物学分析,发现部分未知功能蛋白参与一些物种特异性的蛋白复合物和疾病相关的信号通路,揭示了被研究人员忽略的未知功能蛋白重要的生物学意义。