·708 智能系统学报 第11卷 表3 融合蛋白质复合体的模块与原始PPI模块的Pathway 细胞组件和分子功能3个方面进行分析。图3是不 富集(p-value) 同模块划分方法产生模块的分子功能的同质性在不 Table 3 Pathway enrichment of topological modules com- 同区间上的对比。 paring mixed protein complex with the original PPI network 0.30 ■K-means 0.25 IncreK-Means 0.20 K-Means IncreK-Means NMF IncreNMF 0.15 8.27×104 2.58×10-42 1.60x100 1.43×10-38 0.10 0.05 8.63×1041 5.23×104 2.63×1023 4.29×10-27 0 00a101-02a20303l40465050606-17n748a80.90-10 7.00×10-33 2.48×1040 4.15×1023 1.18×10-26 相似度 0.45 2.46×1030 4.16×10-34 2.89x102 7.79×1023 0.35 1.05×10-2 6.62×1025 3.12×102 8.00x1023 0.25 NMF 0.15 IncreNMF 3.09×10-9 5.38×1020 1.02×102 1.64×10-2 0.05 5.41×10-8 1.06x107 2.22×1020 6.98×10-18 000102203407 5.89x10~is 1.95×107 1.52×1016 5.22×1017 相似度 图3模块分子功能同质性 1.53×10~7 3.18×107 2.60x105 1.08×106 Fig.3 Molecular function homogeneity of module 1.72×10-16 4.47×107 6.42×1015 1.22×10-15 图3横坐标是同质性区间，纵坐标是该区间内 2.94×1015 1.59×106 3.75×104 8.31×10-5 的模块数量占所有模块数量的比率。不论是K 1.03×10-4 8.01×106 2.61×10B 2.61×10-14 Means还是NMF,融合了蛋白质复合体数据的模块 1.90x104 4.45×1015 2.68×10-B 6.34×1014 在分子功能的同质性方面要高于原始PPI得到的模 9.56x104 1.82×104 1.19x102 1.64×108 块。在K-Means算法中，融合了蛋白质复合体数据 2.54×1018 7.16×104 1.09×10" 6.62×10-13 的模块中同质性高于0.5的模块占15%，而原始 1.03×10-2 9.74×10-4 6.33×10-" 2.34×10-2 PPI模块同质性高于0.5的模块占11%：在NMF中， 2.11×10-2 1.33×103 1.32×10-0 1.02×10-1 融合了蛋白质复合体数据的模块中同质性高于0.5 的模块占13%，而原始PPI模块同质性高于0.5的 2.20×10-2 4.10×1013 2.66×10-10 2.26×101 模块占9.6%。 5.14×10-12 4.10×103 3.12×10~10 2.30×101 图4是不同模块划分方法产生模块的细胞组件 1.18×101 6.00x10B 4.02×1010 2.50x10-1" 同质性在不同区间上的对比。 2)蛋白质拓扑模块同质性 K-means 对每个模块使用最小的p-value对应的G0术 0.30 ■IncreK-Means 0.25 语或者Pathway作为其富集的对象，从而进一步发 0.20 现该模块中的蛋白质分子的功能。从统计学意义上 0.15 0.10 讲，p-value<0.01的G0术语及Pathway都可以作 0.05 0 为模块的富集对象。为了更好地衡量模块中的蛋白 000.10.1.220.50304044505.0606-0.7.70.808090.91.0 相似度 质在生物功能上发挥相同或相似功能的程度，使用 同质性去衡量，其计算方法如式(7)所示。同质性 0.35 NMF 更好地说明了一个模块内的蛋白在功能上的相似程 ■IncreNMF 0.25 度，同质性越高说明该模块中的蛋白质在生物功能 0.15 上更趋于一致性，也就是该模块具有很强的生物功 0.0 能。 0 00010.1-0202030304040.50506Q6-0707-08080.90.910 本文对比了融入蛋白质复合体数据之后PPI网 相似度 络划分得到的模块与原始PPI划分得到的模块之间 图4模块细胞组件同质性 的同质性的差别。G0术语同质性根据生物过程、 Fig.4 Cellular component homogeneity of module表 ３ 融合蛋白质复合体的模块与原始 ＰＰＩ 模块的 Ｐａｔｈｗａｙ 富集（ｐ⁃ｖａｌｕｅ） Ｔａｂｌｅ ３ Ｐａｔｈｗａｙ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃｏｍ⁃ ｐａｒｉｎｇ ｍｉｘｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ＰＰＩ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｋ⁃Ｍｅａｎｓ ＩｎｃｒｅＫ⁃Ｍｅａｎｓ ＮＭＦ ＩｎｃｒｅＮＭＦ ８．２７×１０ －４１ ２．５８×１０ －４２ １．６０×１０ －３０ １．４３×１０ －３８ ８．６３×１０ －４１ ５．２３×１０ －４１ ２．６３×１０ －２３ ４．２９×１０ －２７ ７．００×１０ －３３ ２．４８×１０ －４０ ４．１５×１０ －２３ １．１８×１０ －２６ ２．４６×１０ －３０ ４．１６×１０ －３４ ２．８９×１０ －２２ ７．７９×１０ －２３ １．０５×１０ －２２ ６．６２×１０ －２５ ３．１２×１０ －２２ ８．００×１０ －２３ ３．０９×１０ －１９ ５．３８×１０ －２０ １．０２×１０ －２１ １．６４×１０ －２２ ５．４１×１０ －１８ １．０６×１０ －１７ ２．２２×１０ －２０ ６．９８×１０ －１８ ５．８９×１０ －１８ １．９５×１０ －１７ １．５２×１０ －１６ ５．２２×１０ －１７ １．５３×１０ －１７ ３．１８×１０ －１７ ２．６０×１０ －１５ １．０８×１０ －１６ １．７２×１０ －１６ ４．４７×１０ －１７ ６．４２×１０ －１５ １．２２×１０ －１５ ２．９４×１０ －１５ １．５９×１０ －１６ ３．７５×１０ －１４ ８．３１×１０ －１５ １．０３×１０ －１４ ８．０１×１０ －１６ ２．６１×１０ －１３ ２．６１×１０ －１４ １．９０×１０ －１４ ４．４５×１０ －１５ ２．６８×１０ －１３ ６．３４×１０ －１４ ９．５６×１０ －１４ １．８２×１０ －１４ １．１９×１０ －１２ １．６４×１０ －１３ ２．５４×１０ －１３ ７．１６×１０ －１４ １．０９×１０ －１１ ６．６２×１０ －１３ １．０３×１０ －１２ ９．７４×１０ －１４ ６．３３×１０ －１１ ２．３４×１０ －１２ ２．１１×１０ －１２ １．３３×１０ －１３ １．３２×１０ －１０ １．０２×１０ －１１ ２．２０×１０ －１２ ４．１０×１０ －１３ ２．６６×１０ －１０ ２．２６×１０ －１１ ５．１４×１０ －１２ ４．１０×１０ －１３ ３．１２×１０ －１０ ２．３０×１０ －１１ １．１８×１０ －１１ ６．００×１０ －１３ ４．０２×１０ －１０ ２．５０×１０ －１１ ２） 蛋白质拓扑模块同质性 对每个模块使用最小的 ｐ⁃ｖａｌｕｅ 对应的 ＧＯ 术 语或者 Ｐａｔｈｗａｙ 作为其富集的对象，从而进一步发 现该模块中的蛋白质分子的功能。 从统计学意义上 讲，ｐ⁃ｖａｌｕｅ ＜ ０．０１ 的 ＧＯ 术语及 Ｐａｔｈｗａｙ 都可以作 为模块的富集对象。 为了更好地衡量模块中的蛋白 质在生物功能上发挥相同或相似功能的程度，使用 同质性去衡量，其计算方法如式（７） 所示。 同质性 更好地说明了一个模块内的蛋白在功能上的相似程 度，同质性越高说明该模块中的蛋白质在生物功能 上更趋于一致性，也就是该模块具有很强的生物功 能。 本文对比了融入蛋白质复合体数据之后 ＰＰＩ 网 络划分得到的模块与原始 ＰＰＩ 划分得到的模块之间 的同质性的差别。 ＧＯ 术语同质性根据生物过程、 细胞组件和分子功能 ３ 个方面进行分析。 图 ３ 是不 同模块划分方法产生模块的分子功能的同质性在不 同区间上的对比。 图 ３ 模块分子功能同质性 Ｆｉｇ．３ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｕｌｅ 图 ３ 横坐标是同质性区间，纵坐标是该区间内 的模块数量占所有模块数量的比率。 不论是 Ｋ⁃ Ｍｅａｎｓ 还是 ＮＭＦ，融合了蛋白质复合体数据的模块 在分子功能的同质性方面要高于原始 ＰＰＩ 得到的模 块。 在 Ｋ⁃Ｍｅａｎｓ 算法中，融合了蛋白质复合体数据 的模块中同质性高于 ０． ５ 的模块占 １５％，而原始 ＰＰＩ 模块同质性高于 ０．５ 的模块占 １１％；在 ＮＭＦ 中， 融合了蛋白质复合体数据的模块中同质性高于 ０．５ 的模块占 １３％，而原始 ＰＰＩ 模块同质性高于 ０．５ 的 模块占 ９．６％。 图 ４ 是不同模块划分方法产生模块的细胞组件 同质性在不同区间上的对比。 图 ４ 模块细胞组件同质性 Ｆｉｇ．４ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｕｌｅ ·７０８· 智 能 系 统 学 报 第 １１ 卷