Αφηρημένο

Hedgehog είναι μια εξελικτικά συντηρημένη αναπτυξιακή πορεία, ευρέως εμπλέκονται στον έλεγχο διαφόρων κυτταρικών αποκρίσεων όπως κυτταρικό πολλαπλασιασμό και βλαστοκυττάρων ανανέωση στον άνθρωπο και άλλους οργανισμούς, μέσω των εξωτερικών ερεθισμάτων. Η ανώμαλη ενεργοποίηση αυτού του μονοπατιού σε ενήλικα άνθρωπο κυτταρική γραμμή αρχέγονων μπορεί να προκαλέσει διάφορα είδη καρκίνων. Ως εκ τούτου, η στόχευση αυτού του μονοπατιού στη θεραπεία του καρκίνου έχει καταστεί απαραίτητη, αλλά η μη διαθεσιμότητα των λεπτομερών μοριακών αλληλεπιδράσεων, πολύπλοκες ρυθμίσεις από εξω- και ενδο-κυτταρικές πρωτεΐνες και σταυρό συνομιλίες με άλλα μονοπάτια συνιστούν σοβαρή πρόκληση για να πάρετε μια συνεκτική κατανόηση αυτής της οδού σηματοδότησης για την κατασκευή θεραπευτική στρατηγική. Αυτό μας κίνητρο για να εκτελέσει μια υπολογιστική μελέτη της οδού και για τον εντοπισμό πιθανών στόχων φαρμάκων. Σε αυτό το έργο, από τις διαθέσιμες βάσεις δεδομένων και τη λογοτεχνία, που ανακατασκευάστηκε ένα πλήρες σκαντζόχοιρο μονοπάτι το οποίο αναφέρει τον μεγαλύτερο αριθμό μορίων και τις αλληλεπιδράσεις μέχρι σήμερα. Χρησιμοποιώντας πρόσφατα ανέπτυξε υπολογιστικές τεχνικές, πραγματοποιήσαμε περαιτέρω διαρθρωτικές και λογική ανάλυση αυτής της οδού. Σε δομική ανάλυση, οι παράμετροι συνδεσιμότητα και την κεντρική υπολογίστηκαν για τον προσδιορισμό των σημαντικών πρωτεϊνών από το δίκτυο. Για να συλλάβει τους κανονισμούς των μορίων, αναπτύξαμε ένα κύριο Boolean μοντέλο όλων των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πρωτεϊνών και δημιούργησαν διάφορα σενάρια καρκίνου, όπως γλοίωμα, πάγκρεας και του κόλον. Πραγματοποιήσαμε ανάλυση διατάραξη στις ακόλουθες συνθήκες καρκίνο για τον προσδιορισμό των σημαντικών και ελάχιστη συνδυασμοί πρωτεϊνών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως στόχοι φαρμάκων. Από τη μελέτη μας παρατηρήσαμε τα κάτω εκφράσεις των διαφόρων ογκοπρωτεϊνών σε σκαντζόχοιρος μονοπάτι, ενώ διαταράσσουν τη φορά οι συνδυασμοί των πρωτεϊνών GLI1, GLI2 και ΠΕΑ σε Γλοίωμα? ΠΕΑ, HFU, ULK3 και RAS στον καρκίνο του παχέος εντέρου? ΠΕΑ, HFU, ULK3, RAS και ERK12 στον καρκίνο του παγκρέατος. Αυτή η ανακατασκευασμένη οδό σηματοδότησης Hedgehog και η υπολογιστική ανάλυση για τον εντοπισμό νέων φαρμακευτικών στόχων συνδυαστική θα είναι χρήσιμες για τη μελλοντική

in-vitro

και

in-vivo

ανάλυσης για τον έλεγχο διαφορετικών καρκίνων.

Παράθεση: Chowdhury S, Pradhan RN, Sarkar RR (2013) διαρθρωτικά και Λογική Ανάλυση ενός ολοκληρωμένου Hedgehog μονοπάτι σηματοδότησης για την εξεύρεση εναλλακτικών φαρμακευτικών στόχων για γλοίωμα, του παχέος εντέρου και καρκίνο του παγκρέατος. PLoS ONE 8 (7): e69132. doi: 10.1371 /journal.pone.0069132

Επιμέλεια: Surinder Κ Batra, Πανεπιστήμιο της Νεμπράσκα Ιατρικό Κέντρο, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 7, Μαρ, 2013? Αποδεκτές: 4 Ιούν 2013? Δημοσιεύθηκε: 23 Ιούλη του 2013

Copyright: © 2013 Chowdhury et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Το έργο χρηματοδοτείται από το Τμήμα Βιοτεχνολογίας, Govt. της Ινδίας, Grant Νο BT /PR13689 /BID /07/363/2010 και εν μέρει από CSIR-NCL, MLP026226. Ο οργανισμός χρηματοδότησης δεν έχει κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

εισαγωγή

σύστημα μεταγωγής σήματος αντιπροσωπεύει ένα κομψό κύκλωμα του κυττάρου που μεταφράζει τις εξωτερικές και εσωτερικές συνθήματα σε κατάλληλες κυτταρικές αποκρίσεις. Αυτά τα μονοπάτια σηματοδότησης γενικά οργανώνονται σε τρία κύρια μέρη: Εισαγωγή, Ενδιάμεση και εξόδου [1], η οποία αποτελείται από αρκετές πρωτεΐνες που μεσολαβούν, η λήψη του σήματος, μεταγωγή, την ενίσχυση και την παραγωγή απάντηση. Πρόσφατες πρόοδοι στη μοριακή και υπολογιστικές προσεγγίσεις έχουν δείξει ότι ένα σήμα κατά την αλληλεπίδραση με έναν υποδοχέα δημιουργεί ένα περίπλοκο σχέδιο διέγερσης αντί για ένα «μοριακό μονόδρομη διαδρομή» και ορισμένων δυσλειτουργία αυτού του προτύπου μπορεί να προκαλέσει σοβαρές παθολογικές ασθένειες όπως ο καρκίνος, ογκογένεση κ.λπ. στους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρωπίνων. Είναι επίσης ευρέως γνωστό το γεγονός ότι μερικές ασθένειες δεν είναι τίποτα άλλο, αλλά οι διαταραχές στην καταρράκτες που εκδηλώνουν μια αλληλεπίδραση μοριακό επίπεδο σε φαινοτυπικές μεταβολές της σηματοδότησης. Για παράδειγμα, ο καρκίνος είναι ένα τέτοιο «ασθένεια συστημική βιολογία», που μετατρέπουν ένα μοναδικό διαταραχή σε ένα διαδεδομένο μοτίβο διέγερσης [2]. Αυτές οι διαταραχές δεν περιορίζονται σε ένα συγκεκριμένο κύτταρο αλλά επηρεάζουν επίσης τους περιβάλλοντες ιστούς. Με σκοπό το σχεδιασμό νέων θεραπευτικών στρατηγικών για τις εν λόγω ασθένειες, ως εκ τούτου, φαίνεται να είναι απαραίτητη για τη διερεύνηση των δικτύων των οδών και των συστημάτων σε διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας και όχι κοιτάζοντας σε ένα άτομο βιο-μόριο ή χημικό συστατικό. Ως εκ τούτου, υπάρχει ανάγκη για μια ολοκληρωμένη μελέτη των μονοπατιών σηματοδότησης για την εξερεύνηση αυτών των παθολογικών εκδηλώσεων, τη σχέση της με διάφορες ασθένειες και να προσδιορίσει ένα ενιαίο ή συνδυασμού των μεμονωμένων μορίων που ρυθμίζουν πολλές διαφορετικές συμπεριφορές του συστήματος ή δυσλειτουργίες.

Αρκετές οι συντονισμένες προσπάθειες που γίνονται για να τεμαχίσει διαφορετικά μονοπάτια σηματοδότησης, όπως ΜΑΡΚ, απόπτωση, mTOR κλπ και των σχετικών μοριακών μηχανισμών που ελέγχουν την ανάπτυξη του καρκίνου του ενός κυττάρου ή ιστού σε έναν οργανισμό [2]. Μεταξύ διαφορετικών οδών σηματοδότησης, Hedgehog έχει μεγάλη βιολογική σημασία καθώς είναι έντονα εμπλέκονται στην ανάπτυξη του καρκίνου [3] – [5]. Hedgehog είναι μια εξελικτικά συντηρημένη αναπτυξιακό μονοπάτι που είναι ευρέως εμπλέκεται στον έλεγχο διαφόρων κυτταρικών αποκρίσεων. Αυτή η οδός έχει ένα κεντρικό ρόλο σε διάφορες κυτταρικές διαδικασίες όπως εμβρυογένεση, τη συντήρηση και την επισκευή των ιστών, και την ομοιόσταση. Σκαντζόχοιρος σηματοδοτικό μονοπάτι ελέγχει επίσης αναπτυξιακές διεργασίες από την αλληλεπίδραση των υποκαταστατών σκαντζόχοιρος, Sonic Hedgehog (ΕΛΕΡΠΕ), Desert Hedgehog (DHH) και του Ινδικού Hedgehog (ΙΗΗ) με Patched υποδοχείς (PTCH1 /PTCH2), που οδηγεί στην απελευθέρωση της λειανθούν (ΠΕΑ) από patched επαγόμενη καταστολή [6]. ενεργοποίηση ΠΕΑ περαιτέρω ενεργοποιεί τα κατάντη συστατικά όπως STK36, SUFU που αναστέλλουν τη συναρμολόγηση των πολύπλοκων υποβάθμιση GLI και με αυτόν τον τρόπο τη σταθεροποίηση των πρωτεϊνών GLI που ενεργοποιούν τελικά γονίδια-στόχους σκαντζόχοιρος, όπως CYCLIN D2, FOXM1, SFRP, JAG2 κλπ [6]. Ελεγχόμενη ρύθμιση αυτής της οδού ενεργοποιεί αυτά τα γονίδια στόχου σε ορισμένο επίπεδο και με τον τρόπο αυτό διατηρεί την σωστή ανάπτυξη του κυττάρου ή του ιστού. Αλλά απορρύθμιση αυτού του μονοπατιού μπορεί να προκαλέσει πάνω ή κάτω ρύθμιση αυτών των γονιδίων-στόχων και μπορεί να προκαλέσει σοβαρές εκβάσεις σε ιστό ή όργανο ανάπτυξη. Δεδομένου ότι, αυτή η οδός είναι επίσης έντονα εμπλέκονται σε κυτταρικές ανανέωσης σε ενήλικες ιστούς? σύστημα συστατικών δυσλειτουργία αυτής της οδού μπορούν να οδηγήσουν κυρίως σε καρκίνο σε διάφορες κυτταρικές σειρές ανθρώπινου [7], [8]. Επιπλέον, ο ρόλος των λίγων σημαντικών πρωτεϊνών έχει ταυτοποιηθεί σε αυτό το μονοπάτι, όπως PTCH1, SMO, GLI κλπ, τα οποία είναι κυρίως υπεύθυνη για τη δυσλειτουργία αυτής της οδού σε διάφορους τύπους καρκίνων [9] – [12]. Παρακολούθηση μελέτες από διάφορες ερευνητικές ομάδες έχουν αναπτύξει θεραπευτικές στρατηγικές για την αναστολή των δράσεων αυτών των πρωτεϊνών σε διάφορους καρκίνους, αλλά κανένας από αυτούς δεν επιτευχθεί πλήρης επιτυχία για να θεραπεύσει ένα συγκεκριμένο καρκίνο που προκαλείται από μη φυσιολογική ενεργοποίηση της οδού της hedgehog [13] – [ ,,,0],15].

Η ροή της μοριακής διέγερσης σε κάθε μονοπάτι μεταγωγής σήματος ακολουθεί ένα πολύπλοκο μοτίβο διακλάδωση του καταρράκτη, ως εκ τούτου, αξίζει να σημειωθεί ότι η στόχευση ένα άτομο πρωτεΐνης στα μονοπάτια σηματοδότησης, όπως σκαντζόχοιρος, δεν θα ήταν γόνιμο να αποφύγετε δυσλειτουργία της σε μια κατάσταση καρκίνο. Μια πρόσφατη ανασκόπηση από τους Li et al. [15], υπογραμμίζει τη σημασία της συνδυαστικής φαρμακευτικών στόχων για να κλείσει σκαντζόχοιρος σηματοδοσίας για τη θεραπεία του καρκίνου. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι η ενεργοποίηση των κυτταροπλασματικών GLI (ψευδάργυρος παράγοντα μεταγραφής δακτύλου) που ενεργοποιούν τη δράση αυτού του μονοπατιού θα μπορούσε να ρυθμιστεί με δύο τρόπους:

(i)

το συνδετήρα εξαρτώμενο τρόπο με τον οποίο εξωκυττάρια απόκριση δηλαδή hedgehog συνδετήρες αλληλεπιδρούν με πρωτεΐνες υποδοχέων PTCH1 /PTCH2 και ενεργοποιεί G-συζευγμένο πρωτείνη SMO, και

(ii)

την δυσλειτουργία των άλλων πρωτεϊνών που υπάρχουν στο κυτταρόπλασμα οι οποίες αναστέλλουν ή ενεργοποιούν τη δραστηριότητά του σε απουσία συνδετήρων hedgehog . Δυστυχώς, μέχρι σήμερα οι περισσότερες από τις μελέτες έχουν κυρίως επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός φαρμάκου που θα αναστέλλει μόνο την ενεργοποίηση GLI, που προκαλείται από τον συνδέτη που εξαρτώνται από τον τρόπο. Στην περίπτωση αυτή, το μεγαλύτερο μέρος της μελέτης απευθύνεται μόνο για την ταυτοποίηση του μορίου του φαρμάκου που θα μπορούσε να καταστείλει είτε PTCH1 ή ΠΕΑ στην μεμβράνη [16] – [19]. Αυτά τα φάρμακα, όπως κυκλοπαμίνη, Vismodegib κ.λπ. είναι αποτελεσματική μόνο όταν ένα καρκινικό κύτταρο με υπερβολική ενεργοποίηση της οδού Hedgehog, αντιμετωπίζει υπερεκφράζεται hedgehog συνδετήρες (SHH, ΙΗΗ ή DHH) ή έχει μεταλλαχθεί PTCH1 ή SMO σε μεμβράνη. Ως εκ τούτου, είναι σαφές ότι η χορήγηση των προαναφερθέντων φαρμάκων μπορεί να μην είναι σε θέση να θεραπεύσει τους καρκίνους που προκαλούνται από ορισμένες άλλες ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες εκτός από την αποκλειστική μετάλλαξη στο PTCH1 και ΠΕΑ. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, ο προσδιορισμός των εναλλακτικών στόχων ή ένας συνδυασμός φαρμάκων μπορεί να είναι χρήσιμα για την επιτυχή θεραπεία του καρκίνου.

Ταυτοποίηση των φαρμακευτικών στόχων από την πειραματική προσέγγιση καθίσταται μερικές φορές δύσκολη καθώς απαιτεί περισσότερο χρόνο και πόρους. Επιπλέον, οι σύνθετων ρυθμιστικών δικτύων της γονιδιακής έκφρασης, όλο το δίκτυο των μεταβολικών αντιδράσεων και των δεδομένων πρωτεομική μεγάλης κλίμακας είναι πλέον διαθέσιμα για τη μελέτη απόκρισης των οδών (modules) σε διάφορες διαταραχές. Με δεδομένες τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων σε κάθε επίπεδο, είναι μια πρόκληση για να ερμηνεύσει τις πληροφορίες που προέρχονται από τις επιμέρους αναλύσεις και να ενσωματώσει τα αποτελέσματα από πολλαπλά επίπεδα. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην ενοποιητικές προσεγγίσεις, εργαλεία βιοπληροφορικής, μαθηματικές και υπολογιστικές μέθοδοι έχουν καταστεί απαραίτητα για την κατανόηση και την ανάλυση αυτών των δεδομένων από πειραματικές μελέτες. έχουν διαφορετικές προσεγγίσεις για ποιοτικές και ποσοτικές μεθόδους και μοντελοποίηση των οδών σηματοδότησης έχουν χρησιμοποιηθεί για να απαντήσει σε διάφορα βιολογικά ερωτήματα στα συστήματα σηματοδότησης [20]. Οι τύποι των προσεγγίσεων που χρησιμοποιούνται εξαρτώνται κυρίως από τη διαθεσιμότητα των προϋπαρχόντων στοιχείων και το είδος των βιολογικών ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν [20], [21]. Δυστυχώς, υπάρχουν πολύ λίγες μελέτες σχετικά με υπολογιστική Hedgehog μονοπάτι σηματοδότησης [22] – [25]. Όλα αυτά τα μοντέλα εξερευνήσετε πολύ ειδικά θέματα και δεν περιλαμβάνουν τις νοσηρές καταστάσεις, ειδικά γλοίωμα, του παχέος εντέρου και του καρκίνου του παγκρέατος, η οποία μπορεί να προκληθεί οφείλεται σε δυσλειτουργία Hedgehog μονοπάτι. Ως εκ τούτου, είναι αναγκαίο να ανακατασκευάσει ένα ολοκληρωμένο χάρτη της Hedgehog οδού και να μελετήσει τις λεπτομέρειες μοριακές αλληλεπιδράσεις τόσο σε κανονικές και του καρκίνου συνθήκες μέσω ποιοτικής ανάλυσης.

Επιπλέον, η αναγνώριση ενός συνδυασμού πρωτεϊνών ως στόχο ναρκωτικών στην σκαντζόχοιρος μονοπάτι για τη θεραπεία του καρκίνου απαιτεί την πλήρη κατανόηση του συνόλου μηχανισμών αυτής της οδού σε ανθρώπινο κύτταρο. Για να επιτευχθεί αυτό, χρειάζεται ολοκληρωμένη και πιο ενημερωμένες πληροφορίες ή ένα χάρτη της Hedgehog μονοπατιού που μπορεί να βοηθήσει να αναλύσουν το μονοπάτι πιο βαθιά και με ακρίβεια. Δυστυχώς, σε ό, τι αφορά τη λογοτεχνία και τη βιολογική βάση δεδομένων σηματοδότησης, δεν υπάρχει ολοκληρωμένο χάρτη πορείας για τη μελέτη της οδού σκαντζόχοιρος. Ακόμη, η αναζήτηση των διαφορετικών δημοφιλής βάση δεδομένων (βλέπε Πίνακα S1 του κειμένου S1) αποκάλυψε ότι υπάρχουν ορισμένες διαφοροποιήσεις στον αριθμό των μορίων και των αλληλεπιδράσεων που αναφέρθηκαν για αυτό το μονοπάτι (Βλέπε Πίνακα S2 του κειμένου S1). Αυτή η ετερογένεια μεταξύ των πληροφοριών της βάσης δεδομένων δημιουργεί τεράστιο πρόβλημα για τη συλλογή πληροφοριών για την κατασκευή ενός ολοκληρωμένο χάρτη. Σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη υπάρχει έλλειψη πληροφοριών σχετικά με διαφορετικά μόρια ή αλληλεπιδράσεις, τα οποία είναι ήδη διαθέσιμα σε πειραματικές μελέτες, αλλά δεν ενημερώνεται στη βάση δεδομένων. Αυτά δημιουργούν ένα προκλητικό πρόβλημα για τους ερευνητές για να πάρετε μια γενική δομή αυτού του δικτύου σηματοδοσίας.

Σε αυτό το έγγραφο, για τη συλλογή των δεδομένων από διαφορετικές βάσεις δεδομένων και τη λογοτεχνία, παρουσιάζουμε ένα master μοντέλο της οδού σκαντζόχοιρος. εκτεταμένες διαδικασίες εξόρυξης δεδομένων και εξόρυξη κειμένου μας από βιβλιογραφικές πηγές μας βοήθησε να εντοπίσει πολλές πρωτεΐνες και τις αλληλεπιδράσεις τους, που δεν είχαν συμπεριληφθεί στην υπάρχουσα βάση δεδομένων. Για το καλύτερο της γνώσης μας σε αυτό το άρθρο παρουσιάσαμε ένα μονοπάτι χάρτη σκαντζόχοιρος που είναι η μεγαλύτερη Hedgehog μονοπάτι χάρτη του ανθρώπινου μέχρι σήμερα. Σε σύγκριση με τις υπάρχουσες δημοφιλής βάση δεδομένων, το πρόσφατα ανακαινισμένο σκαντζόχοιρος χάρτη αποτελείται 57 πρωτεΐνες, 6 κυτταρική ή φαινοτυπική έκφραση και 96 υπερ-αλληλεπιδράσεων, το οποίο είναι υψηλότερο. Στο Σχήμα S1, ένα διάγραμμα Venn κατασκευάστηκε για σύγκριση μεταξύ του αριθμού των πρωτεϊνών διαθέσιμα σε μεγάλες μοντέλα βάση δεδομένων και οι πρωτεΐνες θεωρείται στο μοντέλο μας. Είναι σαφές από αυτό το διάγραμμα ότι οι περισσότερες από τις πρωτεΐνες που περιλαμβάνονται στο μοντέλο μας (εκπρόσωποι μη-επικαλυπτόμενες περιοχή), δεν είναι πλήρως διαθέσιμη σε οποιαδήποτε από τις προαναφερθείσες βάσεις δεδομένων, εκτός από τις πρωτεΐνες από KEGG, Διαδρομή CENTRAL, BIOCARTA και πρωτεΐνες LOUNGE. Αλλά μόνο ένα υποσύνολο των πρωτεϊνών ειδικών για Hedgehog οδό σηματοδότησης από NETPATH ​​και GENEGO περιλαμβάνεται στο μοντέλο μας και τα υπόλοιπα έχουν ληφθεί από τη βιβλιογραφία και άλλες βάσεις δεδομένων. Χρησιμοποιώντας αυτό το μονοπάτι χάρτη εμείς τότε εκτελείται δομική ανάλυση χρησιμοποιώντας γράφημα θεωρητική προσέγγιση και λογική ανάλυση με τη χρήση Boolean φορμαλισμό για να κατανοήσουν τη δομή και τοπολογία ολόκληρου του δικτύου, καθώς και για τον εντοπισμό σημαντικών πρωτεϊνών. Δείξαμε επίσης ότι μια Boolean αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων του μονοπατιού παρέχει μια συνολική κατανόηση της συμπεριφοράς του συστήματος από την επικύρωση του μοντέλου με πειραματικά δεδομένα και εκτέλεσε μια συστηματική ανάλυση διαταραχή να προσδιορίσει βασικούς στόχους φάρμακο για τρεις τύπους καρκίνων, όπως γλοίωμα, του παχέος εντέρου και του παγκρέατος. Ο κύριος στόχος μας ήταν να εντοπιστούν πιθανές φαρμακευτικών στόχων

σε-silico

ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τις μελλοντικές

in-vitro

ή

in-vivo

ανάλυση. Από το μοντέλο μας και υπολογιστική μελέτη του μονοπατιού σηματοδότησης Hedgehog, εντοπίσαμε μερικές νέους συνδυασμούς των πρωτεϊνών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως στόχοι φαρμάκων για τη θεραπεία του καρκίνου.

Αποτελέσματα

Reconstructed Hedgehog μονοπάτι σηματοδότησης (Ανθρωπίνων κυττάρων Ειδικές)

σε αυτό το έργο, ένας από τους κύριους στόχους μας ήταν να προσφέρει μια εκτεταμένη και επίκαιρη Hedgehog χάρτη σηματοδότησης που μπορεί να χρησιμεύσει τόσο πειραματικά όσο και κοινότητες θεωρητική βιολογία. Στο Σχήμα 1, παρουσιάσαμε ένα πρόσφατα ανακαινισμένο Hedgehog χάρτη πορείας, η οποία προς το καλύτερο της γνώσης μας είναι ο μεγαλύτερος χάρτης της Hedgehog μονοπατιού μέχρι σήμερα. Υπήρχαν συνολικό 57 πρωτεΐνες (52 βασικών πρωτεϊνών και 5 σταυρό πρωτεΐνη ομιλίας μόρια από άλλες οδούς) και 96 υπερ-άκρες που περιλαμβάνονται με το χέρι στο σχήμα οδό, χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες από διαφορετικές πηγές (δείτε την ενότητα Μέθοδοι και πίνακα S1 & amp? S2 του κειμένου S1).

Συνολικά 57 πρωτεΐνες που περιλαμβάνονται σε αυτό το σχήμα οδού. Τα πράσινα και τα κόκκινα βέλη δείχνουν Ενεργοποίηση /Παραγωγή και τη διαδικασία αναστολής αντίστοιχα. Τα μαύρα βέλη δείχνουν τη διαδικασία πυρηνική μετατόπιση. Όλες οι πρωτεΐνες αυτού του δικτύου κατανέμονται σε τέσσερις κύριες περιοχές με διαφορετικούς κωδικούς χρωμάτων: Εξωκυτταρική και μεμβράνης (Μπλε)? Κυτταρόπλασμα (Κόκκινο)? Πυρήνα (πράσινο)? και εξόδου (κίτρινο). Οι πρωτεΐνες εξόδου που συνδέονται με διάφορες κυτταρικές αποκρίσεις (cross talk με άλλες οδούς ή φαινοτυπική έκφραση) με μαύρο βέλος με διακεκομμένη γραμμή.

Η

Στο Σχήμα 1, τα πράσινα και τα κόκκινα βέλη σημαίνουν τα γεγονότα ενεργοποίησης /παραγωγή και την αναστολή αντίστοιχα. Τα μαύρα βέλη που υποδεικνύουν τη πυρηνική μετατόπιση του ενεργοποιημένου παραγόντων μεταγραφής GLI στον πυρήνα. Για να κατανοήσουν και να διακρίνουν τις πρωτεΐνες hedgehog συστατικό σύμφωνα με την κυτταρική τους θέσεις, διαθέσαμε όλες τις πρωτεΐνες σύμφωνα με τέσσερις κύριες περιοχές: Εξωκυτταρική & amp? Μεμβράνη, Κυτταροπλασματικά, Πυρηνικής Φυσικής και Έξοδος /Παράγεται με τέσσερα διαφορετικά χρώματα: μπλε, κόκκινο, πράσινο και κίτρινο, αντίστοιχα. Οι συνομιλίες σταυρό και φαινοτυπική έκφραση αυτής της οδού ονομάστηκαν ως «Κυτταρική απαντήσεις» και συνδέθηκαν με /πρωτεϊνών που παράγονται εξόδου από την διακεκομμένη μαύρο βέλος. Τα παρακάτω είναι οι περιγραφές των πρωτεϊνών της κάθε περιοχής ανακατασκευάστηκε το δίκτυό μας σηματοδότησης Hedgehog

Εξωκυττάρια και μεμβράνη

Στην περιοχή αυτή, που περιελάμβανε τρεις σκαντζόχοιρος συνδέτες:.. Sonic Hedgehog (ΕΛΕΡΠΕ), Indian Hedgehog (ΙΗΗ) και Desert Hedgehog (DHH). Αυτές είναι οι συνδετήρες που συνδέονται προς τον υποδοχέα πρωτεΐνες Patched1 (PTCH1) και Patched2 (PTCH2) ενός στόχου hedgehog ή αποκρίνονται κυττάρου [26], [27]. Προηγούμενες μελέτες έχουν αποδείξει ότι, ελλείψει οποιουδήποτε από αυτούς τους συνδέτες hedgehog, PTCH1 /PTCH2 παρεμποδίζει άλλο trans-μεμβράνης G-συζευγμένο πρωτείνη «smoothened (SMO)» εντός της κυτταρικής μεμβράνης [26], [27]. Έχει μελετηθεί ότι αυτή η αναστολή αποσύρεται μετά οι συνδετήρες HH δεσμεύονται στους υποδοχείς Patched. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης συνδέτη-υποδοχέα SMO παίρνει ενεργό και στη συνέχεια ενεργοποιούν την κινάση σερίνης /θρεονίνης 36 (STK36) σε κατάντη κυτταροπλασματική περιοχή του κυττάρου. Αυτή η πρωτεΐνη κινάση STK36 είναι μία από τις μεγάλες δυνατότητες ενεργοποιητές του γλοιώματος σχετιζόμενη πρωτεΐνη (GLI) σε κυτταρόπλασμα [6] και ονομάζεται «εξαρτώμενη από συνδετήρα ενεργοποίηση GLI». Στην περιοχή αυτή, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης έχει αποδειχθεί ως μια ειδική εξαγωνική δομή που χρησιμοποιείται στην CellDesigner γραφική συμβολισμοί [28], [29]. Υπήρχαν σύνολο 3 συνδετήρες, 6 εξωκυτταρικές πρωτεΐνες και 4 μεμβρανικών πρωτεϊνών που περιλαμβάνονται στις εξωκυτταρικές και Membrane περιοχή.

κυτταροπλασματικών πρωτεϊνών.

Στην περιοχή αυτή, συμπεριλάβαμε συνόλου των μορίων 16 πρωτεΐνη. Παράγοντες GLI1, GLI2 και GLI3 συμπεριλήφθηκαν όλοι οι τρεις ισομορφές της μεταγραφής GLI. GLI βρέθηκε σε κυτταρόπλασμα, καθώς και στον πυρήνα και ήταν η κύρια πρωτεΐνη συστατικό στόχος για την ενεργοποίηση της οδού Hedgehog [30]. Επίσης, υπήρχαν άλλες πρωτεΐνες σε αυτή την περιοχή που άμεσα ή έμμεσα επηρεάζουν τις τρεις ισομορφές της πρωτεΐνης GLI στο κυτταρόπλασμα. Αυτές οι πρωτεΐνες ήταν Ανθρωπίνων Fused (HFU), Θείε-51-όπως κινάση 3 (ULK3), ERK1 /2, RAS και TWIST [31] – [34]. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι ERK12, RAS, συστροφή, FAS και Notch1 δεν είναι οι πρωτεΐνες hedgehog οδού, αν και θεωρείται αυτές τις πρωτεΐνες, όπως είχαν σημαντικές άμεσες αλληλεπιδράσεις με πρωτεΐνες του πυρήνα GLI1, GLI2 και ΠΕΑ. Επίσης, ο ρόλος τους στην ανεξάρτητη ενεργοποίηση συνδέτη μονοπάτι Hedgehog σε γλοιώματος, του παχέος εντέρου και του παγκρέατος σενάρια καρκίνος ήταν επίσης ένα σημαντικό παράγοντα για την εξέταση τους στο πρόσφατα ανακαινισμένο μοντέλο Hedgehog μας. Διαπιστώθηκε ότι η μετάλλαξη ή υπερέκφραση αυτών των πρωτεϊνών μπορεί να ενεργοποιήσει GLI στο κυτταρόπλασμα χωρίς τη βοήθεια οποιουδήποτε συνδετήρων Hedgehog. Από την άλλη πλευρά, από διάφορα λογοτεχνία, βρήκαμε επίσης κάποιες καταστολείς πρωτεϊνών GLI στο κυτταρόπλασμα, όπως πρωτεϊνικής κινάσης Α (ΡΚΑ), β-τρανσντουσίνης περιέχει επανάληψη πρωτεΐνη (BTRCP), καζεΐνης ισομορφή της άλφα κινάσης (CKIα), γλυκογόνο συνθάσης κινάσης-3 (GSK3) [35], [36] και να συμπεριληφθούν στο δίκτυο.

πυρηνική πρωτεΐνες.

στην πυρηνική περιοχή του χάρτη πορείας της σκαντζόχοιρος, συμπεριλάβαμε 13 μόρια των εν λόγω ήταν κυρίως παράγοντα μεταγραφής, συν-ενεργοποιητή ή συν-καταστολέα. Το ενεργοποιημένο μεταγραφικοί παράγοντες GLI1, GLI2 και GLI3 μετατοπίζονται στον πυρήνα, όπως Πυρηνική GLI1 (NUC_GLI1), Πυρηνική GLI2 (NUC_GLI2) και GLI3 ενεργό (GLI3_A) [37], αντίστοιχα, και να βοηθήσει να μεταγράψει διάφορες σκαντζόχοιρος γονιδίων στόχων με τη βοήθεια της συνεργασίας μεταγραφή ενεργοποιητές Πυρηνική STK36 (NUC_STK36) και Dual τυροσίνης-φωσφορυλίωση ρυθμιζόμενη κινάση 1 (DYRK1) πρωτεΐνες ειδικότητας [38]. Επίσης, υπήρχαν μερικές μεταγραφή συν-καταστολείς στον πυρήνα τα οποία βρέθηκαν από διάφορες πηγές βιβλιογραφίας και ρυθμίζουν προς τα κάτω τους παράγοντες μεταγραφής GLI. Αυτές οι πρωτεΐνες, Πυρηνική SUFU (NUC_SUFU), μούδιασμα, φαγούρα, ΣΚΙ, των πυρηνικών υποδοχέων Co-καταστολέα (NCOR), SNO, HDAC και SIN3A [39], [40], εντάχθηκαν στο δίκτυο. Στον πυρήνα του μεταγραφικού παράγοντα NUC_GLI1 μεταγράφει τα γονίδια

ptch1, ΗΙΡ1, gli1

μαζί με πολλά άλλα γονίδια που αποκρίνονται αυτής της οδού. Προκειμένου να μειωθεί η πολυπλοκότητα στην εικόνα μονοπάτι, δεν περιλαμβάνει οποιοδήποτε γονίδιο ή m-RNA σε αυτήν την πυρηνική περιοχή.

πρωτεϊνών εξόδου.

Αυτή η περιοχή δεν προσδιορίζει καμία κυτταρική θέση. Συμπεριλάβαμε αυτό το τμήμα χωριστά για τον προσδιορισμό των πρωτεϊνών που παράγονται κατά το τέλος της Hedgehog οδού. Εξετάσαμε ένα δίκτυο σηματοδότησης ως σύστημα εισόδου-εξόδου, όπου οι συνδετήρες και εξωκυτταρικών πρωτεϊνών ήταν οι είσοδοι, οι πρωτεΐνες που παράγονται ως απάντηση σε αυτές τις εισόδους στο τέλος αυτής της οδού θα μπορούσε να θεωρηθεί ως πρωτεΐνες εξόδου. Υπήρχαν συνολικό 15 πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων GLI1, PTCH1 και HHIP που περιλαμβάνονται σε αυτή την ενότητα. Ο συνολικός αριθμός των πρωτεϊνών εμφανίζονται σε αυτήν την περιοχή είναι υψηλότερα σε σύγκριση με οποιαδήποτε άλλα δημοσιευμένα ανθρώπινη συγκεκριμένες Hedgehog μονοπάτι χάρτη για το καλύτερο της γνώσης μας. Εξάλλου, όλες οι πρωτεΐνες σε αυτή την περιοχή ήταν χρωματισμένα, όπως κίτρινο, εκτός PTCH1, HHIP και GLI1. Ο λόγος ήταν, μετά την παραγωγή ή τη μετάφραση, αυτές οι τρεις πρωτεΐνες μετατοπίζονται στον αντίστοιχο κυτταρικό θέσεις τους και ασκούν τη δραστηριότητά τους στην οδό. Για να δείτε αυτό το μηχανισμό ανάδρασης, κρατήσαμε το χρώμα τους είναι παρόμοια με το χρώμα που κωδικοποιείται στην πραγματική κυτταρική θέση τους. Η παραγωγή των πρωτεϊνών PTCH1 και HHIP σε αυτό το διακόπτη μονοπάτι «ON» μηχανισμό «αρνητική ανάδραση» και έτσι τον περαιτέρω έλεγχο σκαντζόχοιρος ενεργοποίηση της οδού μέσω της εξαρτάται από συνδέτη τρόπο. Ήταν πειραματικά αποδειχθεί ότι η πρωτεΐνη Hedgehog Αλληλεπίδραση 1 (HHIP) καταστέλλει τις συνδέτες σκαντζόχοιρος με την άμεση δέσμευση με αυτούς και η υψηλότερη συγκέντρωση PTCH1 στη μεμβράνη του θα βοηθήσει να καταστείλει την περαιτέρω ενεργοποίηση του ΠΕΑ [41] – [43]. Από την άλλη πλευρά, η παραγωγή των GLI1 βοηθά να ενεργοποιήσετε και πάλι το μονοπάτι και έτσι δημιουργεί ένα «Θετική ανάδραση» βρόχο σε αυτό το δίκτυο.

Cellular απαντήσεις.

Για να δείξει τις σταυρό συνδέσεις οι πρωτεΐνες εξόδου με την άλλη οδό ή κυτταρικές λειτουργίες, διατηρήσαμε το τμήμα αυτό στο τέλος του σχήματος μονοπατιού μας. Υπήρχαν 6 κυτταρικές αποκρίσεις περιλαμβάνονται η οποία ήταν πολλαπλασιασμό των κυττάρων, την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, αντι-απόπτωση, επιθηλιακά-μεσεγχυματικά Μετάβασης (EMT), σήμα Wnt και το σήμα Notch. Δείξαμε τις συνδέσεις των πρωτεϊνών που παράγονται με αυτές τις κυτταρικές αποκρίσεις από μαύρη διακεκομμένη βέλος στην εικόνα μονοπάτι.

Για να κατανοήσουμε τη δραστηριότητα λεπτομέρειες αυτών των μορίων στο μονοπάτι Hedgehog και να εκτελέσει τη δομική ανάλυση, έχουμε διαμόρφωσε το ανακαινισμένο μονοπάτι χάρτης με δύο προσεγγίσεις:. Γράφημα θεωρητική και Λογική (δείτε την ενότητα Μέθοδοι)

Στατικής

Η ανακατασκευασμένη Hedgehog οδού (Σχήμα 1) μας βοήθησε να βρούμε τη δομή και τοπολογικά χαρακτηριστικά αυτού του δίκτυο. Χρησιμοποιήσαμε «Θεωρία γράφων» για το σκοπό αυτό. Αυτού του είδους η ανάλυση είναι επίσης χρήσιμη για την οπτική και /ή τοπολογικές ερμηνεία ενός πολύ μεγάλου πολύπλοκο δίκτυο [44]. Στη μελέτη μας, θεωρήσαμε το σύνολο μονοπάτι σηματοδότησης ως δίκτυο όπου το σήμα από τους συνδέτες hedgehog διασχίζει από εξωκυτταρική περιοχή στον πυρήνα ενός κυττάρου-στόχου μέσω διαφόρων κυτταροπλασματικές πρωτεΐνες ενδιάμεσο. δίκτυο σηματοδότησης σκαντζόχοιρος μας ήταν σαν δικτύου ενός «παπιγιόν» και αποτελείται από 57 κόμβους ή πρωτεΐνες (52 πυρήνα και 5 μη βασικών πρωτεϊνών της οδού σκαντζόχοιρος) και 140 κατευθυνόμενες ακμές τους (αλληλεπιδράσεις, κανονιστικές ή η κατεύθυνση της ροής του σήματος) . Όπως γνωρίζουμε ότι η ροή του σήματος της ενδοκυτταρικής σηματοδότησης δικτύου διατηρεί μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, έτσι ώστε να θεωρείται γράφημα θεωρητικό μοντέλο μας ως ένα «κατευθυνόμενο γράφημα» ή «Διγραμματική». Για να εμφανίσετε μόνο τις συνδέσεις των πρωτεϊνών στο χάρτη της Hedgehog, δεν περιλαμβάνουν τις κυτταρικές αποκρίσεις στο θεωρητικό μοντέλο γράφου. Η όλη εικόνα του δικτύου φαίνεται στο Σχήμα 2.

Οι χρωματιστές κύκλοι αντιπροσωπεύουν οι κόμβοι ή οι πρωτεΐνες του μονοπατιού και τα μαύρα βέλη δείχνουν μία ακμή ή σύνδεση μεταξύ δύο κόμβων του δικτύου. Οι κόμβοι χρωματισμένα σύμφωνα με επιμέρους κυτταρικών θέσεις τους στο κύτταρο (σχήμα 1) και χωρίζονται σε τέσσερις περιοχές: Εξωκυτταρική και μεμβράνης (Μπλε), κυτταροπλάσματος (Κόκκινο), πυρηνικά (Green) και πρωτεΐνες εξόδου (Κίτρινο) αντίστοιχα. Το μέγεθος των κόμβων έχει ανατεθεί σύμφωνα με το συνολικό αριθμό των συνδέσεων ή πτυχίο. Σύνολο βαθμός κάθε κόμβο ακολουθείται από το όνομα των πρωτεϊνών. Η δομή «Bow-Tie» του δικτύου σηματοδότησης Hedgehog είναι εύκολα ορατή, όπου τα σήματα συγκλίνουν προς GLI1 ή GLI2 και αποκλίνουσες σε επόμενα βήματα. Το μέγεθος που GLI1 κόμβος είναι μεγαλύτερος δεδομένου ότι έχει υψηλότερο αριθμό συνδέσεων ή βαθμού μεταξύ όλων των άλλων πρωτεϊνών στο δίκτυο.

Η

Στο Σχήμα 2, οι χρωματιστές κύκλοι αντιπροσωπεύουν τους κόμβους ή τις πρωτεΐνες του δικτύου και τα μαύρα βέλη δείχνουν τις κατευθύνσεις των συνδέσεων ή ακμών μεταξύ δύο κόμβων. Οι κόμβοι του δικτύου αυτού ήταν χρωματισμένα σύμφωνα με υπο-κυτταρική θέση τους, όπως περιγράφεται στο Σχήμα 1. Οι πρωτεΐνες εξόδου GLI1, PTCH1 και HHIP δεν φαίνεται στο «εξόδου» περιοχή αλλά παρουσιάστηκαν ως αντίστροφη συνδέσεις μεταξύ NUC_GLI1 στην GLI1 του κυτταροπλάσματος και να PTCH1 και HHIP της περιοχής μεμβράνης. Το μέγεθος των κόμβων στο δίκτυο αυτό (Εικόνα 2) αποδόθηκε με βάση το συνολικό αριθμό των συνδέσεων ή αξία βαθμό. GLI1 στο κυτταρόπλασμα είχαν μεγαλύτερο αριθμό συνολικό βαθμό στο δίκτυο? Ως εκ τούτου, το μέγεθος αυτού του κόμβου στο δίκτυο ήταν μεγαλύτερη μεταξύ όλων των άλλων κόμβων. Ήταν επίσης σαφές από το σχήμα αυτό ότι τα σήματα σκαντζόχοιρος από τις εισόδους (εξωκυττάριο και μεμβράνη πρωτεΐνες) συγκλίνει προς τις συγκεκριμένες πρωτεΐνες (GLI1 και GLI2) στο κυτταρόπλασμα για να το ενεργοποιήσετε και μετά την ενεργοποίηση του οι πρωτεΐνες αυτές στέλνουν τα σήματα (στην πραγματικότητα μετατοπίζονται στον πυρήνα ) για να ενεργοποιήσετε την παραγωγή των διαφόρων γονιδίων-στόχων /πρωτεϊνών (όπως OPN, BCL2, GLI1, HHIP κλπ) στο κατάντη της οδού σκαντζόχοιρος. Ως εκ τούτου, μπορούμε να πούμε ότι η ροή του σήματος hedgehog από εξωκυττάρια περιοχή μεμβράνης στα κατάντη πρωτεΐνες-στόχους του μονοπατιού hedgehog εξαρτάται κυρίως από τις ενδιάμεσες κυτταροπλασματικές GLI πρωτεΐνες. . Εξαιτίας αυτού η κανονική οδός σκαντζόχοιρος καλείται επίσης ως «GLI μεσολάβηση σκαντζόχοιρο μονοπάτι» [45]

Εμείς αναλύεται σε αυτό το δίκτυο από τρεις οπτικές γωνίες: i) Συνδεσιμότητα ii) Centrality και iii) όλα τα ζεύγη συντομότερη διαδρομή .

ανάλυση σύνδεσης.

Πραγματοποιήσαμε αυτή την ανάλυση να γνωρίζουν τον αριθμό των συνδέσεων της κάθε πρωτεΐνης με όλες τις άλλες πρωτεΐνες στο δίκτυο. Τρεις τύποι παραμέτρων (σε μοίρες, OUT βαθμός και συνολικός βαθμός) χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την ενότητα (βλέπε την ενότητα Μέθοδοι). Εμείς υπολογίζονται και παρουσιάζονται αυτές τις τρεις παραμέτρους για κάθε πρωτεΐνη του δικτύου σηματοδότησης Hedgehog στο Σχήμα 3Α.

Η θερμότητα χάρτη των τιμών των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση συνδεσιμότητας και της κεντρικότητας. Τα ονόματα των πρωτεϊνών ή κόμβους διατεταγμένη σειρά σοφός (Υ-άξονας) σύμφωνα με τη θέση του αντίστοιχης περιοχής τους (Σχήμα 1). Οι τιμές των παραμέτρων διατεταγμένα στήλη σοφό (Χ-άξονας) στο χάρτη θερμότητα. (Α) Heat χάρτη των αξιών των τιμών των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση συνδεσιμότητας: IN-μοιρών, OUT μοιρών και συνολικό βαθμό της κάθε πρωτεΐνης. Υψηλή περιεκτικότητα σε μοιρών αξία των GLI1, PTCH1, HHIP και ΕΛΕΡΠΕ δείχνει μεγαλύτερο αριθμό τους πάνω ρύθμιση από τις άλλες πρωτεΐνες στο δίκτυο. Υψηλής αξίας OUT μοιρών αρκετών πυρηνικών πρωτεϊνών (π.χ. DYRK1, μούδιασμα, NUC_GLI1, NUC_SUFU, NUC_STK36 κ.λπ.) αναφέρεται η ικανότητα τους να ρυθμίζουν άλλες πρωτεΐνες στο δίκτυο HH. Σε περίπτωση ολικής βαθμού, GLI1, GLI2 και NUC_GLI1 έχουν σημαντική υψηλότερη τιμή. Αναφέρεται ότι αυτές οι δύο πρωτεΐνες συνδέονται κυρίως με τις άλλες πρωτεΐνες στο δίκτυο. (Β) Heat χάρτη της ατομικής βαθμολογίας κεντρικότητα της κάθε πρωτεΐνης Hedgehog χάρτη. Οι παράμετροι μέτρησης Centrality που χρησιμοποιούνται σε αυτή την ανάλυση ήταν ιδιοδιάνυσμα (ΕΚ), Betweenness (BC) και Παραπλήσια (CC) κεντρικότητα. Έχει παρατηρηθεί ότι GLI1 έχει την υψηλότερη τιμή για κάθε βαθμολογία παράμετρο. Στη συνέχεια, PTCH1, PTCH2, HHIP, STK36, NUC_GLI1, NUC_GLI2 κλπ δείχνουν επίσης σημαντική αξία για κάθε επιμέρους σκορ κεντρικότητα.

Η

Ο χάρτης θερμότητας (Σχήμα 3Α), που αντιπροσωπεύουν τις τιμές των παραμέτρων ( IN μοιρών, OUT μοιρών και συνολικός βαθμός), δείχνει τα πρωτεΐνες σειρά σοφό ανάλογα με την κυτταρική θέσεις τους σε ένα κύτταρο (πάνω προς τα κάτω) και η στήλη τιμές παραμέτρων σοφό. Η μέση IN και OUT ΠΤΥΧΙΟ (όλοι μαζί) του δικτύου υπολογίστηκε ως 2.45 και το μέσο συνολικό βαθμό ήταν 4,91. Για τον εντοπισμό των σημαντικών πρωτεϊνών από αυτό το οικόπεδο θερμότητας βάσει των παραμέτρων σύνδεσης, εξάγαμε τις πρωτεΐνες οι οποίες είχαν τις τιμές παραμέτρων υψηλότερη από τις αντίστοιχες μέσες τιμές τους. Όλες οι εκχυλίζεται σημαντικές πρωτεΐνες με βάση αυτή την υπόθεση έχουν περιληφθεί στον πίνακα 1. Βρήκαμε ότι υπήρχαν σύνολο 19, 10 και 23 πρωτεΐνες οι οποίες είχαν τις υψηλότερες τιμές από το μέσο όρο βαθμού, OUT μοιρών και TOTAL μοιρών, αντίστοιχα .

η

Από τον πίνακα 1, ήταν σαφές ότι η πρωτεΐνη υποδοχέα PTCH1 και δύο μεταγραφικοί παράγοντες GLI1 & amp? GLI2 είχαν υψηλότερες τιμές σε μοιρών σε σχέση με τις άλλες πρωτεΐνες σε ολόκληρο το δίκτυο, μπορεί να οφείλεται στην υψηλή ρύθμιση ή την αλληλεπίδραση τους με άλλες πρωτεΐνες ανοδικά στο δίκτυο σηματοδότησης hedgehog. PTCH1 έδειχνε υψηλότερη σε μοίρες, επειδή τα περισσότερα από τα εξωκυττάρια σήματα να περάσει μέσα από αυτήν την πρωτεΐνη υποδοχέα για να προκαλέσει την ενεργοποίηση του ΠΕΑ πρωτεΐνης στη μεμβράνη. Από την άλλη πλευρά η κυτταροπλασματική GLI1 και GLI2 είχαν υψηλή in-degree αξία ως αυτές οι πρωτεΐνες είναι οι πλέον σημαντικές πρωτεΐνες στο δίκτυο για την ενεργοποίηση του μονοπατιού. Επίσης, μεταξύ των τριών συνδέτες σκαντζόχοιρος, Sonic hedgehog (ΕΛΕΡΠΕ) είχαν τα υψηλότερα στην μοιρών αξία και η αλληλεπίδρασή της με PTCH1 και PTCH2 υποδοχείς εξαρτιόταν σε μεγάλο βαθμό από τις πρωτεΐνες αποσταλούν, HHAT, CDO, η BOC και GAS 1 στην εξωκυττάρια περιοχή του στόχου σκαντζόχοιρος κύτταρο. Οι πρωτεΐνες στον πυρήνα όπως NUC_GLI1, NUC_GLI2, DYRK1 κλπ είχαν υψηλότερο έξω μοιρών αξία σε σύγκριση με τις άλλες πρωτεΐνες στο δίκτυο. Κυρίως οι πρωτεΐνες εξόδου συνδέθηκαν με τις εξερχόμενες συνδέσεις ή ακμές αυτών των πυρηνικών πρωτεϊνών στη δομή του δικτύου. Λόγω της παρουσίας του υψηλότερου αριθμού των εξερχόμενων συνδέσεων από τις πυρηνικές πρωτεΐνες με τις πρωτεΐνες εξόδου, οι τιμές OUT βαθμού αυτών των πρωτεϊνών αυξήθηκαν σε σύγκριση με τις άλλες πρωτεΐνες σε ολόκληρο το δίκτυο. Παρατηρήσαμε επίσης ότι, εκτός από τις πυρηνικές πρωτεΐνες, οι πρωτεΐνες από τις άλλες επιμέρους κυτταρικά περιοχές ή περιοχές δεν παρουσιάζουν σημαντικές αξίες OUT μοιρών.

Εμείς εξάγεται επίσης τις πρωτεΐνες που είχε το ΣΥΝΟΛΟ-ΒΑΘΜΟΣ υψηλότερο από το μέσο όρο των συνολικών Βαθμός 4,91. Ο Πίνακας 1 δείχνει ότι το εξωκυττάριο και συνδετήρες περιοχή PTCH1, HHIP, ΕΛΕΡΠΕ, ΙΗΗ είχε σημαντικό αριθμό (μεγαλύτερο από το μέσο συνολικό βαθμό) των συνδέσεων ή συνολικό βαθμό στο δίκτυο. Αυτό σημαίνει, για να μεταδίδει το σήμα hedgehog από εξωκυτταρικό στην ενδοκυτταρική περιοχή ενός κυττάρου, αυτές οι πρωτεΐνες παίζουν πιο αποτελεσματικό ρόλο στο σύνολο του δικτύου. Ήταν σαφές από την Εικόνα 2, ότι GLI1 είχε την υψηλότερη τιμή ΣΥΝΟΛΟ μοιρών μεταξύ όλων των άλλων πρωτεϊνών στο δίκτυο σηματοδότησης Hedgehog. Αυτό σήμαινε ότι αυτή ήταν η πιο σημαντική πρωτεΐνη στο σκαντζόχοιρος δίκτυο σηματοδότησης. Από 57 πρωτεϊνών στο δίκτυο, συνδέθηκε με 30 πρωτεΐνες.