Αφηρημένο

Συσσωρευμένα στοιχεία που υποστήριξε πρόσφατα τη σύνδεση της βακτηριακής λοίμωξης με την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των καρκίνων, ιδιαίτερα σε όργανα που είναι συνεχώς εκτεθειμένα σε βακτήρια όπως οι πνεύμονες, το κόλον, τον καρκίνο του τραχήλου κλπ μας

in silico

μελέτη για την πρωτεώματος του

Chlamydia pneumoniae

υποδηλώνει μια άνευ προηγουμένου ιδέα της αιτιολογίας καρκίνο του πνεύμονα και έχουν αποκαλύψει ότι η μόλυνση του

C

.

pneumoniae

σχετίζεται με την ανάπτυξη και την ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα. Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι

C

.

pneumoniae

μεταφέρει πρωτεΐνες του εντός υποδοχής ενδοκυτταρικά οργανίδια κατά τη διάρκεια της λοίμωξης, όπου μπορούν να εργαστούν με τον οικοδεσπότη-κυττάρων proteome. Η τρέχουσα μελέτη διεξήχθη για την πρόβλεψη της πυρηνικής πρωτεΐνης στόχευσης του

C

.

pneumoniae

στο κύτταρο-ξενιστή χρησιμοποιώντας βιοπληροφορική προγνωστικοί συμπεριλαμβανομένων εργαλείο ExPASy ρΙ /MW, σήμα πυρηνικού εντοπισμού (NLS) Mapper, ισορροπημένη υπο κυτταρική εντόπιση προγνωστικός (BaCeILo), και Hum-mPLoc 2.0. Έχουμε προβλέψει 47/1112 πυρηνική στόχευση πρωτεϊνών του

C

.

pneumoniae

συνδέονται με διάφορες πιθανές μεταβολές στην αντιγραφή του ξενιστή και μεταγραφής κατά τη διάρκεια της ενδοκυτταρικής μόλυνσης. Αυτά τα πυρηνικά στόχευση πρωτεϊνών μπορεί να κατευθύνει σε ανταγωνιστικές αλληλεπιδράσεις της υποδοχής και

C

.

pneumoniae

πρωτεΐνες με τη διαθεσιμότητα των ίδιο υπόστρωμα και μπορεί να εμπλέκεται ως αιτιολογικοί παράγοντες στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα. Αυτά τα νέα ευρήματα αναμένεται να έχουν πρόσβαση στην καλύτερη κατανόηση της αιτιολογίας του καρκίνου του πνεύμονα και τον προσδιορισμό μοριακών στόχων για τη θεραπεία

Παράθεση:. Χαν S, Imran Α, Khan ΑΑ, Abul Kalam Μ, Alshamsan Α (2016) Συστήματα Προσεγγίσεις Βιολογία για την πρόβλεψη της πιθανό ρόλο των

Chlamydia pneumoniae

Πρωτεΐνες στην αιτιολογία του καρκίνου του πνεύμονα. PLoS ONE 11 (2): e0148530. doi: 10.1371 /journal.pone.0148530

Επεξεργαστής: Ο Carl G. Μάκη, του Πανεπιστημίου Rush Medical Center, Ηνωμένες Πολιτείες |

Ελήφθη: 19, Νοεμβρίου, 2015? Αποδεκτές: 20 Ιανουαρίου, 2016? Δημοσιεύθηκε: 12 Φεβρουαρίου 2016

Copyright: © 2016 Khan 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

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Όλη η δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Ομάδες Έρευνας (Research αριθμός Ομάδα RG-1436-027), Κοσμητεία της Επιστημονικής Έρευνας, King Saud University, Ριάντ, Σαουδική Αραβία

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

Εισαγωγή καρκίνο

Οι πνεύμονες είναι η πιο κοινή αιτία θανάτου σε όλο τον κόσμο [1]. Το 2013, σύμφωνα με δημοσιεύματα του καρκίνου CA, ο καρκίνος του πνεύμονα είναι ο καρκίνος δεύτερη πιο διαδεδομένη στις ΗΠΑ, καθώς υπήρχαν περίπου 159.480 (118.080 άνδρες και 110.110 γυναίκες) οι θάνατοι από καρκίνο του πνεύμονα και 228.190 (αρσενικό 87.260 και 72.220) νέες περιπτώσεις καρκίνου του πνεύμονα αναφερθεί [ ,,,0],2]. Η διαδικασία της καρκινογένεσης του καρκίνου του πνεύμονα δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητή. Εκτός από το κάπνισμα, υπάρχουν και άλλες δυνητικές γενετικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως η έκθεση σε αμίαντο και το ραδόνιο οριστική μέταλλα, καπνός άνθρακας, διάφορες ορμόνες, και την ατμοσφαιρική ρύπανση, καθώς και γενετική ασυμβατότητα και χρόνιες μολύνσεις των βακτηρίων και παρασίτων έχουν συνδεθεί με την καρκινογένεση του πνεύμονα συμπεριλαμβανομένου

C

.

Pneumoniae

, [3-6]. Η διφορούμενη ένωση των μολυσματικών παραγόντων στην αιτιολογία του καρκίνου έχει εστιάσει το ενδιαφέρον των επιστημόνων τα τελευταία χρονιά.

Ο ρόλος των

C

.

pneumoniae

ως μια μολυσματική καρκινογόνο στον καρκίνο του πνεύμονα έχει μελετηθεί από περισσότερα από 10 χρόνια [7, 8]. Επιδημιολογικές ενώσεις έδειξαν ότι

C

.

pneumoniae

είναι ενδεχομένως συνδέονται με την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των πνευμόνων καρκινικών κυττάρων [9]. Διάφορες μελέτες ήταν τότε εκτελείται για να αναλύσει την πιθανή σύνδεση μεταξύ

C

.

pneumoniae

μόλυνσης και κινδύνου καρκίνου του πνεύμονα, αλλά τα αποτελέσματα δεν ήταν συνεπείς [10]. Προτείνεται ότι το

C

.

pneumoniae

δρα ως συμπαράγοντας με άλλες αιτίες για την εξέλιξη και την ανάπτυξη των πνευμόνων Caner [7, 8, 11, 12]. Έχει παρατηρηθεί ότι οι τίτλοι των

C

.

pneumoniae

αντισωμάτων είναι αυξημένα σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα. Μεταξύ των μαγισσών, οι ασθενείς με υψηλούς τίτλους αντι-

C

.

pneumoniae

IgA αντισωμάτων έχουν δέκα φορές κίνδυνο αδενοκαρκινώματα και τα μικρά καρκινώματα του πνεύμονα [9]. Η δυνατότητα αυτή ενισχύεται ειδικά σε ασθενείς αρσενικό καπνιστής με χρόνια λοίμωξη του

C

.

pneumoniae

[11]. Ένα ακόμη εύρημα έδειξαν μια σημαντική σχέση μεταξύ της αυξημένης

χλαμύδια Hsp-60

οροθετικότητας και η πιθανότητα καρκίνου του πνεύμονα, το οποίο μπορεί να προτείνει τον αιτιολογικό ρόλο του

C

.

pneumoniae

στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα [3].

C

.

pneumoniae

είναι ένα κοινό ενδοκυτταρικό παθογόνο του αναπνευστικού η οποία απαιτεί τη ρύθμιση του κυττάρου-ξενιστή για την επιβίωση και ανάπτυξη τους. Οι παρακάτω μηχανισμοί έχουν προταθεί για τη διαλεύκανση πώς η χρόνια λοίμωξη του

C

.

pneumoniae

θα μπορούσε να ενισχύσει την πιθανότητα του καρκίνου του πνεύμονα. Ένας πιθανός μηχανισμός διαμεσολαβείται μέσω της παραγωγής δραστικών ειδών οξυγόνου κατά την διάρκεια της φλεγμονής, η οποία μπορεί να συμβάλει στην βλάβη του DNA [7]. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της φλεγμονής σε κυτταρική βλάβη και την επακόλουθη επισκευή που μπορεί να αυξήσουν το ρυθμό της κυτταρικής διαίρεσης. Ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων θα αυξήσει τον κίνδυνο μιας μετάλλαξης μέσω ενός σταθερού ποσοστού της βλάβης του DNA, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο [13]. Η συλλογή αποδεικτικών στοιχείων προτείνει ότι οι ανοσολογικές εκδηλώσεις συμβάλλουν εν μέρει στην καρκινογόνο δράση του

C

.

pneumoniae

. Νωρίτερα

in vitro μελέτες έχουν

στην πραγματικότητα δειχθεί ότι ο ΤΝΡ-α, IL-1β, IL8 και ρίζες οξυγόνου υπεροξειδίου που απελευθερώνεται από τα κυψελιδικά μακροφάγα από υγιή άτομα παίζουν κρίσιμο ρόλο στον πνευμονικό ιστό και βλάβη του DNA [14].

C

.

pneumoniae

είναι επίσης αποτελεσματική επαγωγέας του TNF-α, IL-1β και IL-6 σε μονοκυτταρικά κύτταρα ξενιστές τα οποία δυνητικά μπορεί να συνεισφέρει στην καρκινογένεση. Σε αυτή την εργασία, προσπαθούμε να προβλέψουμε τις πυρηνικές στοχευμένες πρωτεΐνες του

C

.

pneumoniae

λόγω πιθανός ρόλος τους στη ρύθμιση κύτταρα ξενιστές και συμμετοχή στην πρόοδο και την ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα.

Αποτελέσματα

Επιλογή της βάσης δεδομένων πρωτεϊνών

Έχουμε επιλέξει TW-183 στέλεχος του

C

.

pneumoniae

καθώς περιέχει μεγαλύτερο αριθμό (1112) της πρωτεΐνης σε πλήρη proteome G /11222. Ωστόσο, το υπόλοιπο από τα τέσσερα στελέχη περιλαμβάνουν AR39, LPCoLN, CWL029 και J138 έχουν 1.109, 1.105, 1.052, και 1.069 πρωτεΐνες, αντίστοιχα [15-18].

Πρόβλεψη του πυρηνικού εντοπισμού σήματος

Η mapper cNLS προέβλεψε την τοποθεσία της πρωτεΐνης στο κυτταρόπλασμα, τόσο πυρήνα και του κυτταροπλάσματος, μερικώς στον πυρήνα, και εντοπισμένη στον πυρήνα με κόψιμο της αξίας 1-2, 3-5, 7-8, και 8-10, αντιστοίχως. Τα αποτελέσματα απεικονίζονται στο Συμπληρωματικά στοιχεία (S1 πίνακα).

Πρόβλεψη υποκυτταρικού εντοπισμού σε ευκαρυωτικά οργανίδια των κυττάρων

Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης BaCeILo της συνολικής πρωτεΐνης του

C

.

pneumoniae

συνοψίζονται στον Πίνακα 1. Το αποτέλεσμα έδειξε ότι BaCeILo προβλεπόμενη συνολική κυτταροπλασματική (515), μιτοχονδριακή (183), των πυρηνικών (98) και την εκκριτική (318) πρωτεΐνες.

Η

Πρόβλεψη του υποκυτταρικού εντοπισμού σε οργανίδια ανθρώπινο κύτταρο

Τα αποτελέσματα των 2.0 δείχνει Hum-mPLoc στον πίνακα 1 και συγκρίνονται με το αποτέλεσμα της BaCeILo. Το αποτέλεσμα έδειξε ότι Hum-mPLoc 2,0 προβλεπόμενη ολική κυτταροπλασματική (250), μιτοχονδριακή (196), πυρηνική (292) μεμβράνη πλάσματος 94, ενδοπλασματικό δίκτυο 63, συσκευή Golgi 05, περοξυσώματος 11, μικρόσωμα 01, λυσόσωμα 11, extracell 179, κεντροσωμάτων 05 , κυτταροσκελετού 01 και άγνωστες (04) πρωτεΐνες.

συγχρονισμός BaCeILo προβλέψει πρωτεϊνών με Hum-mPLoc 2.0 προγνωστικός

Ο συγχρονισμός αποτελέσματα έδειξαν ότι μεταξύ των BaCeILo προβλεπόμενη συνολική κυτταροπλασματική (515), μιτοχονδριακή ( 183), των πυρηνικών (98) και εκκριτικά (318) πρωτεΐνες, δεν είναι όλοι ακολουθούν τις ίδιες πρόβλεψη αποτελέσματα από Hum-mPLoc 2.0 (Πίνακας 2). Όταν αυτές οι πρωτεΐνες BaCeILo περαιτέρω σε σύγκριση με Hum-mPLoc 2.0 αποτελέσματα, μόνο 47 πρωτεΐνες βρέθηκαν συμφωνούν με τα αποτελέσματα BaCeILo και έδειξε πυρηνικό εντοπισμό μέσω

in silico

πρόβλεψη από τα δύο υπολογιστικά εργαλεία.

Η

Αυτές οι πρωτεΐνες πυρηνικής στοχευμένες 47 υποδοχής απεικονίζονται στον πίνακα 3 και τοποθετημένα σύμφωνα με την αξία τους αποκοπής NLS. Η αύξηση της τιμής αποκοπής monopartite NLS συνδέονται με μειωμένη πυρηνική στόχευση, ενώ το αντίστροφο μοτίβο παρατηρείται με διμερής τιμές NLS, όπου η υψηλή τιμή αποκοπής αυξάνει το ποσοστό της πρωτεΐνης στόχευσης σε πυρήνα εκτός τιμή αποκοπής & gt? 8 (Πίνακας 3). Το S1 πίνακας παρέχει λεπτομέρειες σχετικά με τον προβλεπόμενο πρωτεΐνες στοχεύουν στο πυρήνα κατά τη διάρκεια

in silico

ανάλυση.

Η

Ωστόσο, δεν οποιαδήποτε ακριβή σχέση βρέθηκε μεταξύ της πυρηνικής πρωτεΐνης στόχευση και το μοριακό βάρος, αλλά η αυξημένη μοριακό βάρος αυξάνεται σταθερά πυρηνικής στόχευσης, εκτός από τη μία περιοχή μοριακού βάρους 60-80 kDa, τα υψηλότερα πρωτεΐνες μοριακού βάρους (& gt? 80 kDa). παρατηρήθηκαν πιο στοχευμένες πρωτεϊνών στον πυρήνα του κυττάρου ξενιστή (Πίνακας 4)

η

Επιπλέον, η αξία των ισοηλεκτρικό σημείο (ρΙ) δεν έδειξε καμία σταθερή τάση για μιτοχονδριακή στόχευση (Πίνακας 5).

η

Τα πρότυπα της

C

.

pneumoniae

στόχευση πρωτεϊνών στον πυρήνα του κυττάρου ξενιστή με διαφορετική παράμετρος δείχνει το σχήμα 1, ενώ οι όλες οι πρωτεΐνες που στοχεύουν του

C

.

pneumoniae

στα κύτταρα συστατικά υποδοχής με διαφορετικές παραμέτρους παρουσιάζει στο σχήμα 2. Η συμπληρωματική δεδομένων παρέχει λεπτομέρειες σχετικά με τις πρωτεΐνες αναμένεται να στοχεύσετε πυρήνα του κυττάρου ξενιστή κατά τη διάρκεια της ανάλυσής μας (S1 πίνακα).

Η

Συζήτηση

Επιδημιολογικές μελέτες έχουν ίδρυσε πολλές σαφώς καθορισμένες πιθανούς παράγοντες για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη του καρκίνου, όπως η κληρονομικότητα, η ηλικία, η χρήση του καπνού, τη διατροφή, τη φλεγμονή και χρόνιες λοιμώξεις με παθογόνα. Λοίμωξη είναι η αιτία για περίπου το 16% όλων των κακοηθειών σε όλο τον κόσμο [19]. Ένας αριθμός βακτηριδίων έχουν δείξει την ικανότητα να αλλάξει πολλές οδούς και τα μόρια των κυττάρων ξενιστών για ενδοκυτταρική επιβίωση τους στον ξενιστή. Η σκέψη ότι μια λοίμωξη των βακτηρίων θα μπορούσε να προωθήσει στην καρκινογένεση παραβλέπει αρχικά. Ωστόσο, μελέτες ορόσημο στις αρχές της δεκαετίας του 1990 ιδρύθηκε

C

.

pneumoniae

ως αιτιολογικός παράγοντας διαφόρων καρκίνων του πνεύμονα, με αποτέλεσμα ένα νέο προσανατολισμό της επιστημονικής εστίασης προς τα πρότυπα της βακτηριακής σύνδεσης με καρκίνους (5, 6).

C

.

pneumoniae

βακτηριακά προερχόμενο μόρια-τελεστές μπορούν να αλλάξουν το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου-ξενιστή μέσω της παραγωγής της χρόνιας φλεγμονής, η αναστολή των μηχανισμών καταστολής του όγκου, επαγωγή ανοσοκαταστολής, και το μετασχηματισμό των κυττάρων με μεταφορά των ογκογονιδίων [7, 13, 14 , 20-22]. Οι πρωτεΐνες του

C

.

pneumoniae

θα υπήρχε στο κύτταρο ξενιστή κατά τη διάρκεια της χρόνιας λοίμωξης και ορισμένες πρωτεΐνες μπορεί να μεταναστεύσουν στις πολλές οργανίδια του κυττάρου-ξενιστή, όπως πυρήνα, ενδοπλασμικό δίκτυο, συσκευή Golgi, μιτοχόνδρια κ.τ.λ. Πρωτεΐνες τεθεί σε πυρήνες ξενιστή έχουν πολλές δυσμενών επιπτώσεων που μπορούν να αναστέλλουν ή να προωθούν ορισμένες σημαντικές βιολογικές δραστηριότητες που οδηγούν στην ανάπτυξη του καρκίνου.

Υποκυτταρική πρωτεΐνη στόχευσης μπορεί να προβλεφθεί από διάφορα εργαλεία, που λειτουργεί σε διαφορετικές αρχές και διαφορετικές παραμέτρους. Αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνονται σύνθετα μοτίβα μέσα από το τεχνητό νευρωνικό δίκτυο εμπρόσθιας τροφοδότησης, διαφορετικές δεσμευτικές αυλάκια της importin α, απλό μοντέλο Hidden Markov, την ταυτότητα /αναζήτηση ευθυγράμμιση, γραμμικά μοτίβα και ο ρόλος τους στην κυτταρική σηματοδότηση και τη ρύθμιση, τον φορέα υποστήριξης της μηχανής (SVM), και λειτουργικές πληροφορίες περιοχής μαζί με διαδοχική πληροφορίες εξέλιξη [23-28]. Έχουμε προβλέψει υπο κυτταρικές πρωτεΐνες που στοχεύουν χρησιμοποιώντας cNLS mapper, BaCeILo και Hum-mPLoc 2.0 προγνωστικούς παράγοντες για την επίτευξη πιο ακριβή και συνεπή αποτελέσματα.

σήματα πυρηνικού εντοπισμού (NLSs) είναι πολύ κρίσιμη για να εξασφαλίσει την επιλεκτική μεταφορά των πρωτεϊνών σε ο πυρήνας [29]. Το εργαλείο cNLS Mapper τοποθετεί σωστά τα σήματα πυρηνικού εντοπισμού (NLSs) ιδιαίτερα στην importin μονοπάτι α /β από την πρόβλεψη NLS βαθμολογίες. Η υπολογιζόμενη NLSs χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, monopartite (1 βασική διασποράς) και διμερούς (2 βασικές cluster) NLSs, σύμφωνα με την ύπαρξη του συμπλέγματος των πλούσιων βασικά υπολείμματα αμινοξέων. Επιπλέον, οι βαθμολογίες των NLS αξιολογήθηκε με τέσσερις κατηγορίες προφίλ με καθορισμένη αποκοπεί τιμές. Υψηλότερες τιμές των NLS σκοράρει δείχνουν περισσότερες δραστηριότητες NLS. Πρωτεΐνες με τιμή αποκοπής 8-10 είχαν προβλεφθεί ως εντοπισμένα στον πυρήνα, 8-10 ως μερικώς στον πυρήνα, 3-5 καθώς και οι δύο στον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα, και 1-2 ως ιδιαίτερα σε κυτταρόπλασμα. Οι πρωτεΐνες του

C

.

pneumoniae

αναφέροντας διαμεσολάβησης διακόπτει αξία περιλαμβάνονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή του κόψει αξίας στη λίστα πρωτεΐνη όπως ένα κόψει αξίας 7,5 ή παραπάνω στρογγυλοποιείται στο 8, ενώ 7,4 ή παρακάτω, στρογγυλοποιείται προς τα κάτω 7. cNLS mapper χρησιμοποιήθηκε για να υπολογιστεί δραστηριότητα NLS αντί NLS αλληλουχία επειδή NLS αλληλουχίες δεν είναι αυστηρές αρκετά [26]. Ωστόσο, δεν πρέπει να λησμονείται ότι τα προφίλ NLS των cNLS mapper παρήχθησαν από δοκιμασίες πυρηνικής εισαγωγής χρησιμοποιώντας τα δεδομένα της μαγιάς. Ως εκ τούτου, η πρόβλεψη της NLS για άλλα είδη μπορεί να μην είναι τόσο ακριβής όσο σε ζυμομύκητες αν και η importin α /β μονοπάτι των ευκαρυωτικών είναι εντόνως διατηρημένη. Πρόσφατη μελέτη εντόπισε μια νέα βακτηριακή πρωτεΐνη SINC που στοχεύει τον πυρηνικό φάκελο στον μολυσμένα και μη μολυσμένα γειτονικό κύτταρο-ξενιστή με τη δυνατότητα τροποποίησης των λειτουργιών πυρηνικού φακέλου. Αυτές οι δυνατότητες του

C

.

psittaci

βακτήρια μπορεί να προωθήσει τη διαδικασία των καταστροφικών παθογένεια [30].

BaCelLo είναι μια υπολογιστική ικανότητα πρόβλεψης που χρησιμοποιείται στη μελέτη μας για την υποκυτταρική εντόπιση των πρωτεϊνών σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα ζώα, τα φυτά, και προγνωστικοί μύκητες υλοποιήθηκαν σε BaCelLo? ως εκ τούτου, θα χρησιμοποιηθούν για συγκεκριμένο ζώο πρόβλεψης. Βασίζεται σε ποικίλες SVMs για την πρόβλεψη των πυρηνικών, κυτταροπλασματικής, μιτοχονδριακό, εκκριτικό και στόχευσης χλωροπλάστη πρωτεΐνες [24]. BaCelLo προβλέπει υποκυτταρική στόχευση με βάση τις πληροφορίες αλληλουχίας υπολειμμάτων και εξελικτική πληροφορίες που περιλαμβάνονται στο προφίλ ευθυγράμμιση εντός του Ν και C άκρα και ολόκληρη την αλληλουχία της πρωτεΐνης.

Πρόβλεψη υποκυτταρικού εντοπισμού των πρωτεϊνών στο ανθρώπινο είναι ένα πιο δύσκολο έργο. Ένα άλλο υποκυτταρική εντόπιση εργαλείο πρόβλεψης Hum-mPLoc 2.0 χρησιμοποιήθηκε για να ασχοληθεί με την πυρηνική στόχευση της πρωτεΐνης στο ανθρώπινο σύστημα. Το 2,0 εργαλείο Hum-mPLoc προβλέπει τις πρωτεΐνες που στοχεύουν στη βάση των πληροφοριών τομέα και τη διαδοχική πληροφορίες εξέλιξη. Το προγνωστικό υπολογίζει 14 υποκυτταρικές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων πυρήνα, κυτταρόπλασμα, μιτοχόνδρια, μεμβράνη πλάσματος, ενδοπλασματικό δίκτυο, extracell, συσκευής Golgi, κυτταροσκελετού, ενδοσώματος, λυσόσωμα, περοξειζόμης, μικρόσωμα, συνάψεων, και κεντριόλιο. Παρά το γεγονός ότι τα συγκριτικά αποτελέσματα των BaCeILo και Hum-mPLoc 2.0 αποδείχθηκε μικρή διαφορά στην υποκυτταρική εντόπιση του

C

.

pneumoniae

πρωτεΐνες σε οργανίδια υποδοχής, η μικρή διαφορά στα αποτελέσματα των BaCeILo και Hum-mPLoc 2.0 μπορεί να οφείλεται στην ύπαρξη διαφορετικών δεδομένων στα αντίστοιχα σύνολα δεδομένων τους που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της πρόβλεψης. Ως εκ τούτου, οι μικρές μεταβολές στα αποτελέσματα που λαμβάνονται από διαφορετικά εργαλεία μπορούν να είναι ανάλογα δικαιολογημένη.

Σε αυτή τη μελέτη, παρουσιάζουμε μια συστηματική υπολογιστική πρόβλεψη των

C

.

pneumoniae

πρωτεϊνών χρησιμοποιώντας διαφορετικά λειτουργεί προγνωστικοί παράγοντες: NLS mapper, BaCeILo και Hum-mPLoc 2.0 που λειτουργεί σε διαφορετικά σύνολα δεδομένων. Η πρόβλεψη των BaCeILo με βάση το σύνολο δεδομένων των ζώων, ενώ η Hum-mPLoc 2.0 εργάστηκε στην ανθρώπινη ειδικά σύνολα δεδομένων η οποία περιλαμβάνει 3.681 ανθρώπινες πρωτεΐνες κατατάσσονται σε 14 διαφορετικές ανθρώπινες κυτταρικές υπο θέσεις. Ως εκ τούτου, τα αποτελέσματα περαιτέρω περιορίσετε και να ελέγχεται μετά τη χρήση ανθρώπινων σύνολο δεδομένων συγκεκριμένες πρόβλεψης. Έχει αναφερθεί ότι πολλές πρωτεΐνες μπορεί να εντοπίζεται στον πυρήνα εν απουσία NLS [24, 31]. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες λιγότερο από 40kD μπορεί ελεύθερα διάχυτη σε πυρήνα [32]. Σύμφωνα με τις προβλέψεις μας, μικρή διακύμανση στα αποτελέσματα αναμένονται λόγω της χρήσης διαφορετικών εργαλείων. Ως εκ τούτου, τα αποτελέσματα των

in silico

πρόβλεψη απαιτείται περαιτέρω πειραματική επαλήθευση πριν από κάθε τελικό συμπέρασμα. Επιπλέον, εστιάσαμε σχετικά με τις πιθανές συνέπειες αυτών των πυρηνικών πρωτεϊνών που στοχεύουν στην ογκογένεση και την ανάπτυξη του καρκίνου.

αντιγραφή του DNA και τις πρωτεΐνες που δεσμεύονται με DNA

Η γενωμική αστάθεια είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στον καρκίνο. Παρ ‘όλα αυτά, οι μηχανισμοί ανάπτυξης και εξέλιξης της δεν παραμένουν πλήρως κατανοητή. Μια συχνά αναφέρεται υπόθεση είναι ότι ανωμαλίες στη σύνθεση του DNA translesion ή επιρρεπής σε λάθη φαινοτύπους στην αντιγραφή του DNA συμμετέχουν στην γενωμική αστάθεια DNA και είναι εμφανή αιτία της ανάπτυξης του καρκίνου. Τέτοιες, εσφαλμένες μηχανισμοί αντιγραφή του DNA έχουν ενοχοποιηθεί ως αιτιολογικός παράγοντας σε πολλούς καρκίνους [33-35].

Για παράδειγμα, βήτα DNA πολυμεράση πρωτεΐνη εμπλέκεται σε περίπου 30% όλων των ανθρώπινων όγκων έχουν αναφερθεί μέχρι σήμερα οφείλεται σε μεταλλάξεις [33, 34]. Το βακτηριακό DNA πολυμεράση III βήτα υπομονάδα έχει ένα ομόλογο του πυρηνικού αντιγόνου πολλαπλασιαζόμενων ευκαρυωτικών κυττάρων (PCNA). PCNA ταυτοποιείται ως μοριακού δείκτη για τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του [36, 37]. Στη μελέτη μας, βρήκαμε πυρηνικό εντοπισμό της πολυμεράσης ΙΙΙ υπομονάδα πρωτεΐνης βήτα DNA. PCNA χαρακτηρίστηκε ως πιθανό αντιγόνο το οποίο εκφράζεται κατά την διάρκεια της φάσης της σύνθεσης του DNA σε κυτταρικό κύκλο και που εμπλέκονται στην καρκινογένεση [38]. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια της μόλυνσης, η πιθανή ύπαρξη δύο ομόλογα πρωτεϊνών στο ίδιο κύτταρο με μοναδική ενζυμική δράση μεταβάλλει τη σχετική δραστικότητα της πρωτεΐνης του ξενιστή. Όπως DNA πολυμεράση III υπομονάδα βήτα είναι ένα DNA-αντιγραφής συνδεδεμένο πρωτεΐνες, η ανωμαλία στην αντιγραφή του DNA μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως παράγοντας για την ανάπτυξη και την εξέλιξη του καρκίνου.

Μια άλλη πρωτεΐνη συνοδού DnaJ ένα ομόλογο του Hsp40 έχει επίσης προβλεφθεί όπως η πυρηνική στόχο που μπορεί να αλλάξει τη δραστηριότητα των Hsp40 και εμπλέκονται στην καρκινογένεση [39, 40]. Επιπλέον, ορισμένες αντιγραφή του DNA και πρωτεΐνες δέσμευσης προβλέπεται επίσης ως πυρηνικές πρωτεΐνες στόχευσης, όπως γυράση DNA υπομονάδας Α, πρωτεΐνη μονόκλωνου δέσμευσης DNA (SSB) και primosomal πρωτεΐνη, η οποία μπορεί επίσης να εμπλέκονται στην ανάπτυξη του καρκίνου.

Gene

Μεταγραφική ρύθμιση είναι μια κρίσιμη διαδικασία στην εξέλιξη και την ανάπτυξη του καρκίνου. Διαχειρίζεται τόσο τη συνολική έκφραση της πρωτεϊνικής σύνθεσης και την ειδική μετάφραση της επιλεκτικής mRNAs που μπορούν να υποστηρίξουν διάφορες ογκογόνο ιδιότητες συμπεριλαμβανομένης της μετατροπής των κυττάρων, την επιβίωση των κυττάρων του όγκου, εισβολή, μετάσταση, και την αγγειογένεση. Η πυρηνική στόχευση αυτών των πρωτεϊνών γονιδιακής έκφρασης υποδηλώνει το δυναμικό τους ρόλους τους στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα. Κατά συνέπεια, αλλοίωση της γονιδιακής έκφρασης συνδέεται με την ανάπτυξη και την εξέλιξη του καρκίνου μέσω της απορρύθμισης των πολλών κρίσιμων γονιδίων. Απορύθμιση μπορεί να κατευθύνει την ενεργοποίηση του πρωτο-ογκογονίδια και καταστολή των αντι-ογκογονιδίων [41].

Τα αποτελέσματα της μελέτης μας δείχνουν ότι η β RNA πολυμεράση DNA-σκηνοθεσία και β ‘υπομονάδες του

C

.

pneumoniae

στοχεύουν να φιλοξενήσει κυτταρικό πυρήνα. Αυτό είναι σύμφωνο με άλλες εκθέσεις που έδειξαν μια μεταβολή στα επίπεδα της έκφρασης του γονιδίου σε πολλούς ξενιστές, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων και άλλων ευκαρυωτών, ως αγωγή βακτηριακών RNA πολυμεράση. Για παράδειγμα, διάφορα ανθρώπινα γονίδια μπορούν να μεταγράφονται με τη συμμετοχή των ρυθμιστικών αρχών βακτηριακή μεταγραφή χρησιμοποιώντας το

E

.

coli

DNA-κατευθυνόμενης πολυμεράσης RNA II [42, 43]. Αυτές οι προβλεπόμενες πρωτεΐνες μεταγραφής που συνδέεται μπορεί αποτελεσματικά δεσμεύονται με DNA του ξενιστή και κατά συνέπεια εμποδίζουν την συγγένεια σύνδεσης των ρυθμιστών μεταγραφής του ξενιστή και τελικά απορρύθμιση γονιδιακή έκφραση [42]. Παρά το γεγονός ότι έχει επιβεβαιωθεί ότι

C

.

pneumoniae

συνδέεται με μεταβολή της γονιδιακής έκφρασης υποδοχής [21], η συμμετοχή της στην πρόοδο και την ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα στον άνθρωπο απαιτεί περαιτέρω πειραματική αξιολόγηση. Το αποτέλεσμά μας περιλαμβάνει σημαντικά ευρήματα που μπορούν να συμβάλουν σε αυτόν τον αναδυόμενο τομέα.

πρωτεΐνες

βλάβες στο DNA και επιδιόρθωση

Προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι

C

.

pneumoniae

έχει την ικανότητα να προκαλεί βλάβη στο DNA, μέσω της επαγωγής αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS) [13]. Τα ευρήματά μας έδειξαν πυρηνική στόχευση πρωτεϊνών DNA που βλάπτουν συμπεριλαμβανομένων RecB υπομονάδα εξωνουκλεάση V, ριβονουκλεάση R, exodeoxyribonuclease VII μικρή υπομονάδα και exodeoxyribonuclease VII μεγάλη υπομονάδα. Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι η επισκευή αναντιστοιχία DNA είναι απαραίτητη για την ενίσχυση της πιστότητα της αντιγραφής στις περισσότερες των οργανισμών όπως τα βακτηρίδια, μαγιά, και ανθρώπους κλπ MutS έχει αναγνωριστεί ως μία πρωτεΐνη της ABC ΑΤΡάσης υπεροικογένεια, η οποία εμπλέκεται στην ασύζευκτα και mispaired βάσεις σε διπλής έλικας του DNA που ξεκινά την επισκευή ασυμφωνία. Μετάλλαξη σε MutS μπορεί να είναι μια πιθανή αιτία της ανάπτυξης και της ανάπτυξης του καρκίνου [44, 45]. Έχουμε προβλέψει πυρηνικό εντοπισμό του DNA επιδιόρθωσης αταίριαστων βάσεων πρωτεΐνες MutS και MutL κατά τη διάρκεια της ανάλυσης. Μεταβολή στην αναντιστοιχία πρωτεΐνες επισκευή που ενδεχομένως συνδέονται με διάφορους τύπους ανθρώπινων καρκίνων, συμπεριλαμβανομένων των πνευμόνων.

Συμπέρασμα

Προτείναμε μια νέα και ολοκληρωμένη

in silico

προσέγγιση για την αναγνώριση το ύποπτο ρόλο του

C

.

pneumoniae

πρωτεΐνες στην αύξηση και ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα στον άνθρωπο. Τα αποτελέσματα του

in silico

πρόβλεψη αποκάλυψε 47 υποψηφίους πρωτεΐνες. Εκ των οποίων, διάφορες πρωτεΐνες μπορεί να έχουν τη δυνατότητα να ενεργοποιήσουν την ανάπτυξη του καρκίνου, μέσω της μεταβολής στην αντιγραφή, μεταγραφή, και ο μηχανισμός επιδιόρθωσης DNA βλάβη. Επιβεβαιώνεται ότι οι διάφορες πρωτεΐνες του

C

.

pneumoniae

μπορούν να στοχεύσουν σε διαφορετικές οργανίδια, συμπεριλαμβανομένων πυρήνα και άλλα τμήματα των κυττάρων ξενιστή, το οποίο μπορεί να είναι ένα αιτιολογικός αιτία του καρκίνου του πνεύμονα. δεδομένα πρόβλεψη μας απέδειξε περισσότερη ακρίβεια της υπολογιστικής πρόβλεψης λόγω της χρήσης διαφορετικών εργαλείων πρόβλεψης που βασίζονται σε διαφορετικές ομάδες δεδομένων, η οποία μπορεί να υποδηλώνουν ότι η πυρηνική στόχευση πρωτεϊνών του

C

.

pneumoniae

μπορεί να είναι πιθανοί στόχοι για τη διαχείριση του καρκίνου του πνεύμονα. Ως εκ τούτου, το αποτέλεσμα αυτής της

in silico

μελέτη μπορεί να ανοίξει το νέο δρόμο για την έρευνα για τον καρκίνο του πνεύμονα. Παρά το γεγονός ότι το ογκογόνο δυναμικό και σημαντική συμβολή αυτής της πυρηνικής στόχευση της πρωτεΐνης του

C

.

pneumoniae

στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου του προτάθηκε από τη γνώση μας και υπολογιστική ανάλυση, τα επιβεβαιωτική ρόλους και ιδιαιτερότητα αυτών των προβλεπόμενων πρωτεϊνών στη διαδικασία της καρκινογένεσης απαιτεί περαιτέρω πειραματική επαλήθευση.

Υλικά και Μέθοδοι

Επιλογή της βάσης δεδομένων πρωτεϊνών

C

.

pneumoniae

είναι ένα υποχρεωτικό ενδοκυτταρικό gram αρνητικό παθογόνο, μολύνει τους ανθρώπους και ύποπτα συμμετέχει ως αιτιολογικός παράγοντας του καρκίνου του πνεύμονα [5, 46]. Η proteome του

C

.

pneumoniae

TW-183 είχαν κατεβάσει από τη βάση δεδομένων UniProt. Πέντε των πρωτεϊνών των διαφόρων στελεχών του

C

.

pneumoniae

ήταν διαθέσιμα [15-18]. Η proteome του στελέχους TW-183 του

C

.

pneumoniae

αναλύθηκε για την πρόβλεψη του σήματος πυρηνικού εντοπισμού και ανθρώπινο κύτταρο υποκυτταρικού εντοπισμού χρησιμοποιώντας διάφορα υπολογιστικά εργαλεία.

Πρόβλεψη του πυρηνικού εντοπισμού σήματος

cNLS εργαλείο mapper για ευκαρυωτικά κύτταρα χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη της σήμα πυρηνικού εντοπισμού σε TW-183 πρωτεΐνη του

C

.

pneumoniae

[23]. Η πλήρης αλληλουχία του κάθε

C

.

pneumoniae

πρωτεΐνη που χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη των monopartite και διμερούς NLS αλληλουχία.

Πρόβλεψη υποκυτταρικού εντοπισμού σε ευκαρυωτικά οργανίδια των κυττάρων

Χρησιμοποιήθηκε Η ισορροπημένη υποκυτταρική εντόπιση προγνωστικός (BaCeILo) να προβλέψει την υποκυτταρική εντόπιση της TW-183 πρωτεΐνη του

C

.

pneumoniae

σε ευκαρυωτικά κυτταρικά διαμερίσματα. BaCelLo έχει βασίζεται σε τρεις συγκεκριμένους προγνωστικούς παράγοντες για τα ευκαρυωτικά βασίλεια, συμπεριλαμβανομένων των ζώων, των φυτών και μυκήτων [24]. BaCeILo προβλέψει πέντε κατηγορίες των επιμέρους κυτταρικού εντοπισμού συμπεριλαμβανομένης της πυρηνικής, μιτοχονδριακό, κυτταροπλασματική, εκκριτικό και χλωροπλάστες. Ήμασταν κάνει την πρόβλεψη συγκεκριμένων ζώων προγνωστικό χρήση πρωτεϊνών του στελέχους TW-183 του

C

.

pneumoniae

.

Πρόβλεψη υποκυτταρικού εντοπισμού σε οργανίδια ανθρώπινο κύτταρο

Επιπλέον, ανθρώπινη πρωτεΐνη υποκυτταρικό εντοπισμό Hum-mPLoc 2.0 (Hum-mPLoc 2.0) προγνωστικό παράγοντα χρησιμοποιήθηκε για να προβλέψει το υποκυτταρική εντόπιση της TW-183 του

C

.

pneumoniae

πρωτεϊνών στον πυρήνα και άλλα οργανίδια των κυττάρων στο ανθρώπινο [25]. Hum-mPLoc 2,0 προβλέψει τις δεκατέσσερις κατηγορίες υποκυτταρικού εντοπισμού που περιλαμβάνει πυρήνα, κυτόπλασμα, μιτοχόνδριο, ενδοπλασματικό δίκτυο, κεντριόλιο, κυτταροσκελετού, ενδοσώματος, extracell, συσκευή Golgi, λυσόσωμα, μικρόσωμα, περοξυσώματος, μεμβράνη πλάσματος, και συνάψεων.

συγχρονισμός BaCeILo προβλέψει πρωτεϊνών με Hum-mPLoc 2.0 προγνωστικός

Επιπλέον συγχρονισμού προσχηματίστηκε για την κατηγόρησης πυρηνικής πρωτεΐνης που στοχεύουν στην ανθρώπινη χρήση Hum-mPLoc 2.0. Τα αποτελέσματα της BaCelLo χρησιμοποιήθηκε για να περιορίσετε την υπο κυτταρικό εντοπισμό του

C

.

pneumoniae

πρωτεΐνες.

Υποστήριξη Πληροφορίες

Πίνακα S1. S1 πίνακας παρέχει λεπτομέρειες πληροφορίες των προβλεπόμενων πρωτεϊνών απευθύνονται σε πυρήνα των κυττάρων-ξενιστών

doi:. 10.1371 /journal.pone.0148530.s001

(DOC)

Ευχαριστίες

Αυτό το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Ομάδες Έρευνας (Research αριθμός Ομάδα RG-1436-027), Κοσμητεία της Επιστημονικής Έρευνας, King Saud University, Ριάντ, Σαουδική Αραβία.