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离子通道是存在于所有细胞膜和细胞器膜(细胞核,线粒体,内质网等)上的一种特殊跨膜蛋白,各种离子可以通过离子通道上的孔道进出细胞。离子通道根据门控机制的不同可分为配体门控离子通道、电压门控离子通道等。对于大多数电压门控型离子通道而言,通道对通过的离子有很强的选择性。离子能否通过通道取决于离子的电荷(正或负)和大小。因此,离子通道又可根据其通透的离子不同,称为钠离子通道、钾离子通道等。 电压门控型钾离子通道(Kv通道)是一种重要的电压门控阳离子通道,钾离子进出细胞依赖于细胞膜上电压的改变。一般来说,电压门控钾离子通道为四聚体,包括四个电压感受结构域(VSD,包括四个螺旋,S1,S2,S3和S4)和一个中央孔道结构域,这些结构域在序列和结构上比较保守。特别是在S4螺旋上有几个高度保守的带正电残基。进年来,对钾离子通道的研究主要集中在电生理实验研究方法和分子动力学模拟方法,在序列分析方面研究较少。 本论文基于氨基酸序列,对钾离子通道蛋白和非钾离子通道蛋白进行了统计分析和预测。首先,我们建立钾离子通道蛋白和非钾离子通道蛋白序列数据库,这些序列分别取自NCBI蛋白数据库和UniProt蛋白数据库,并进一步处理为非冗余的数据库。第二,基于构建的数据库,我们统计分析了钾离子通道蛋白和非钾离子通道蛋白在序列特征方面的差异,并利用统计的方法提取出能够表征两类蛋白差异的参量。我们使用支持向量机方法,训练出能够识别钾离子通道蛋白和非钾离子通道蛋白的分类器,并对两类蛋白进行了分类预测,预测精度为90.3%。我们的结果表明钾离子通道蛋白和非钾离子通道蛋白在序列上有显著的差异。当考虑了氨基酸组成、氨基酸的亲疏水性,以及带电性等特征后,可以基于序列特征较好地预测钾离子通道蛋白。我们的工作对钾离子通道的实验研究有一定的帮助作用。