STRING數(shù)據(jù)庫(kù)的蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)分析

????在轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的文獻(xiàn)中委可,我們經(jīng)常能夠看到這樣的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)(protein protein interaction network钠乏,PPI network)。具體而言弧岳,這些相關(guān)的文獻(xiàn)中首先通過(guò)RNA-seq化撕、表達(dá)譜芯片或者蛋白質(zhì)組分析等几晤,找到了在不同分組樣本間一系列的差異表達(dá)基因或蛋白。隨后植阴,通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(https://string-db.org/)檢索了編碼蛋白間可能的潛在相互作用蟹瘾,并構(gòu)建了蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)表示出來(lái),目的是描述這些基因或蛋白之間存在怎樣的相互關(guān)系墙贱,例如物理接觸热芹、靶向調(diào)節(jié)等,最終闡述生物體中有意義的分子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)惨撇。

相關(guān)文獻(xiàn)來(lái)源圖片,STRING的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)

????目前府寒,STRING數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了超過(guò)5000個(gè)物種魁衙、2千多萬(wàn)種蛋白、30多億個(gè)相互作用的信息株搔。這些蛋白質(zhì)相互作用既包括直接的物理作用剖淀,也包括共表達(dá)相關(guān)性。通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)纤房,我們可以很方便地搜索已知蛋白間的關(guān)系纵隔,以更好地理解生物體中復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

????本節(jié)就讓小編帶大家認(rèn)識(shí)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)的蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)分析,以下簡(jiǎn)稱PPI網(wǎng)絡(luò)捌刮。類似地碰煌,以給定的一串基因名稱列表為例進(jìn)行搜索。


1绅作、準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù)

????假設(shè)我們同樣基于表達(dá)譜數(shù)據(jù)獲得了一些差異表達(dá)的基因列表芦圾,現(xiàn)在有待于識(shí)別這些基因間的關(guān)系《砣希考慮到編碼基因發(fā)揮作用的最終形式是以蛋白功能實(shí)現(xiàn)的个少,因此就通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)搜索這些差異基因間可能的相互作用。

準(zhǔn)備待搜索的基因名稱列表

??

2眯杏、輸入基因名稱列表并指定物種

????首先打開(kāi)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(https://string-db.org)夜焦,點(diǎn)擊主頁(yè)的“SEARCH”。新界面中岂贩,選擇“Multiple proteins”執(zhí)行多蛋白間的相互作用分析糊探。輸入或上傳給定的基因或蛋白名稱列表,并在“Organism”中指定物種河闰,然后點(diǎn)擊“SEARCH”進(jìn)入下一步科平。

搜索界面及相關(guān)設(shè)置

??

3、基因-蛋白關(guān)系確認(rèn)

在新界面中姜性,STRING數(shù)據(jù)庫(kù)返回了給定基因?qū)?yīng)的蛋白名稱瞪慧,有待進(jìn)一步確認(rèn)。默認(rèn)情況下部念,直接點(diǎn)擊“CONTINUE”繼續(xù)即可弃酌。

確認(rèn)基因和蛋白的對(duì)應(yīng)關(guān)系

??

4、蛋白互作(PPI)網(wǎng)絡(luò)獲得

????然后會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配給定蛋白的相互作用關(guān)系儡炼,很快即可得到PPI網(wǎng)絡(luò)了妓湘。

????網(wǎng)絡(luò)圖中,節(jié)點(diǎn)代表各蛋白乌询,節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽為這些蛋白的名稱榜贴。節(jié)點(diǎn)中的圖案代表了該蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu),如果為空則結(jié)構(gòu)目前未知妹田。若兩個(gè)蛋白質(zhì)之間存在相互作用唬党,則以連線連接,連線的顏色反映了互作類型鬼佣,包括試驗(yàn)驗(yàn)證的或預(yù)測(cè)得到的驶拱,也包含直接物理作用、共表達(dá)晶衷、基因融合等關(guān)系蓝纲。有關(guān)節(jié)點(diǎn)和連線的顏色等所代表類型的詳細(xì)信息阴孟,可點(diǎn)擊下方“Legend”查看。

????在網(wǎng)絡(luò)圖中點(diǎn)擊感興趣的某特定蛋白税迷,將以彈窗展示其名稱永丝、結(jié)構(gòu)、功能翁狐、物種來(lái)源等詳細(xì)信息类溢。對(duì)于表征蛋白互作的連線的描述同樣如此,點(diǎn)擊感興趣的連線露懒,將彈窗展示互作兩節(jié)點(diǎn)的描述闯冷,證據(jù)來(lái)源,互作類型懈词,以及得分值等信息蛇耀。

PPI網(wǎng)絡(luò)圖


圖例中,對(duì)蛋白節(jié)點(diǎn)和互作類型的描述

??

5坎弯、網(wǎng)絡(luò)編輯

????對(duì)于網(wǎng)絡(luò)圖中孤立的不存在任何互作的蛋白纺涤,如不期望展示,可在“Setting”的下方選擇“hide disconnected nodes in the network”隱藏抠忘。

????類似地撩炊,根據(jù)蛋白間的互作類型或互作強(qiáng)度、可信度等崎脉,也可在“Setting”中進(jìn)行一些篩選拧咳。例如可選是否展示直接物理互作、共表達(dá)囚灼、基因融合等類型骆膝,或者根據(jù)互作得分過(guò)濾去除低可信的、強(qiáng)度較弱的互作等灶体。

????對(duì)于網(wǎng)絡(luò)整體布局阅签,可以在網(wǎng)絡(luò)中拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置,進(jìn)行調(diào)整蝎抽。

Setting界面可以選擇或過(guò)濾一些蛋白節(jié)點(diǎn)或互作類型

??

6政钟、蛋白功能分析

????此外,STRING同時(shí)還能對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的蛋白進(jìn)行基因本體(GO)富集分析等织中,提供這些蛋白所參與功能的見(jiàn)解锥涕。

網(wǎng)絡(luò)中蛋白的GO功能富集分析

??

7、網(wǎng)絡(luò)圖及蛋白互作關(guān)系表的輸出

????最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖輸出保存狭吼,或者將識(shí)別的蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系導(dǎo)出,可點(diǎn)擊“Exports”殖妇,選擇需要的信息下載刁笙。

選擇下載結(jié)果內(nèi)容

????例如這是調(diào)整布局后,去除孤立節(jié)點(diǎn)并過(guò)濾低可信度相互作用的最終網(wǎng)絡(luò)。

下載后的網(wǎng)絡(luò)圖示例
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