一项全面的蛋白质组结构分析表明，海洋古菌中存在尚未被发现的功能域

《Protein Science》：A comprehensive proteome structural analysis suggests undiscovered functional domains in ocean archaea

本研究基于AlphaFold2预测海洋古菌蛋白质结构，分析其长度、盐桥、氢键等特征，发现其蛋白更小且结构更稳定。通过深度学习向量化序列并关联UniProt注释，可视化多维度关系，聚类相似蛋白并计算共同祖先，揭示进化与构象变化关联。对比结构域数据库发现255个新型蛋白结构域簇，为极端海洋环境适应策略提供新见解，并建立在线分析平台。

　　

摘要

海洋古菌是海洋生态系统中的关键成员，能够在极端条件下生存繁衍。然而，由于这些物种难以分离和培养，相关研究仍面临诸多挑战。本研究探讨了海洋古菌的蛋白质组是否与其他模式生物具有不同的特性。通过使用AlphaFold2预测的蛋白质结构，我们分析了蛋白质长度、盐桥、氢键、相对表面积以及二级结构组成等特征。研究结果表明，海洋古菌的蛋白质通常体积更小，在结构组成上比真核生物更加稳定。利用深度学习技术对蛋白质进行向量化处理，并结合UniProt注释进行分析，我们可视化了蛋白质序列、结构、家族及功能之间的关联。同时，我们对相似的蛋白质进行聚类，并计算每个簇中蛋白质的最低共同祖先，以反映蛋白质进化水平与构象变化之间的关系。此外，在将海洋古菌蛋白质组的结构域与现有数据库进行比较并进行层次聚类后，我们发现了255个未被任何数据库定义的蛋白质结构域簇。我们的全蛋白质组分析揭示了海洋古菌蛋白质中以前未被识别的特征和结构域折叠，这些特征可能与它们在极端海洋环境中的适应策略有关。我们还建立了一个网站：http://www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/Ocean_archaea/，供学术研究使用。