第5期 刘光明，等：融合蛋白质复合体的人类蛋白互作网络功能模块发现 .707· 验表明，融合了蛋白质复合体后划分得到的模块在 3个方面罗列了实验结果，可以看到融合了蛋白质 GO术语上的富集程度要比直接使用原始PPI网络 复合体之后的PPI网络得到的模块，在富集程度上 的模块富集程度有显著的提升。 比原始模块的p-value值要低，这说明模块的富集程 表2列举了4种方法对应的前20个最小的模 度更好，融合蛋白质复合体的模块更具有显著生物 块富集结果，分别从生物过程、细胞组件和生物功能 功能上的意义。 表2融合蛋白质复合体的模块与原始PPI模块的G0富集(p-value) Table 2 GO enrichment of topological modules comparing mixed protein complex with the original PPI network K-Means IncreK-Means NMF IncreNMF BP cC MF BP CC MF BP CC MF BP CC MF 0.0x10°9.4x1050.0x10°0.0x10°2.3x1060.0x100.0x103.4×1090.0x10 0.0x10P1.9x10am0.00x10 5.5×1001.79x1085.33×1054.9×1001.20x1023.9x101.12×108.49x1054.85×10512.73×1091.00x1005.86x108 2.79x1062.13x1081.45×10686.03×1091.94x10s3.87×1022.44x1063.05x1021.25×1014.64×1092.00x1041.28×102 1.53x1063.75x1065.63x1081.24×1086.97×1041.54×1089.89x1081.55×1063.19x1081.93x10$8.43×10m3.66x102 3.49x1003.80x1065.95x10482.37×1016.99x104.27×103g3.11x10%1.02x1035.47×102.35x10s9.42×1084.10x105 1.50x1019.70x10-319.20x1072.39x1011.55x1091.45×1061.12x1043.30x105.46×1033.23×1062.20x10-21.61×1024 6.73×1011.27×1051.54×10317.20×1015.13×1031.12×10381.39×1042.23×101.79×10241.25×1081.27×101.76×1024 3.43x1095.71×1052.60x1098.23×1011.12x10”2.26×101.48x1015.26×10244.14×1033.02×108135×102.45×104 7.94×1081.02x1042.94×1024.44×1004.89x102.77×10”2.01×10311.55×1032.99×1027.83×1021.38×1034.95×102 2.17×1051.05×1045.71×101.71×1056.19x101.25×1021.38×1003.29x1021.38×1097.97×1018.45×101.05×102 3.22×1051.67×1044.51×1082.94×1057.81×106.73×1042.52x1032.78x1022.07×1081.68×1025.48×103.18×102 1.97×10302.54x10246.86×10281.34×1042.42x10249.83x102298x1022.97×1022.10x10181.04×1027.57×1032.21×100 1.76×10282.79x102.26×1021.85×10312.69x10243.77×1024.38x1023.30x1024.18x1081.34×1041.20x10242.50×10m 1.17×102”3.16x1024.85×10-14.43×1012.05x1034.76×1024.71×1023.80x1021.02x10n1.46x10242.04×1031.59x109 5.06×1076.54×1023.03×10201.15×102.76×1021.84×1016.08×1026.65×10211.20×1071.94×10242.90×10-31.17×1018 1.80x10256.00x10212.98×1081.83×10”4.14x10212.35×1017.70x10211.02×10194.7×1074.55×1025.77×1081.92×1018 2.75×109.72×1022.31×10162.69×1025.63×1023.44×10211.17×1001.12×1091.26×10169.95×1025.57×1021.16×10n 1.47×1051.15x1084.27×1064.64×1021.63x1093.87×1091.54×10201.42×10193.92×1061.14×10-217.88×1021.76x10-7 2.46×101.92x106.56×1069.92×1024.42×1091.08×10183.36x1002.06x10196.25×10161.99x10213.93×1025.89x10n 1.19x1021.94×1086.63x10168.00x106.78×1095.57×10~183.92×1001.02x10-186.69×1062.06x10-21.38×10D7.71×10 同G0的富集分析一样，我们也对模块中蛋白条来自Reactome数据库。表3列举了4种方法中 质在Pathway上进行了相应的富集分析，主要是统 对应的前20个最小的模块在Pathway上的富集结 计一个模块内的蛋白质参与同一条Pathway的程 果，从中可以看到融合了蛋白质复合体之后的PPI 度。Pathway数据主要使用PIDI(pathway interac- 网络的模块，在Pathway上的富集程度比原始的模 tion database),该数据库由NCl-Nature、BioCarta和块的p-value值要低，这说明模块内的蛋白质更多地 Reactome.3个数据库整合而成。在本文中只使用分参与了同一条Pathway,从而可以证明融合了蛋白质 子类型为“蛋白质”和“蛋白质复合体”的数据。最 复合体的模块更倾向于在同样的Pathway中发挥生 终提取了1513条Pathway数据，其中223条来自 物作用，识别Pathway可以帮助人们进一步认识蛋 NCI-Nature数据库、254条来自BioCarta数据库、838 白分子之间相互作用的分子机理。验表明，融合了蛋白质复合体后划分得到的模块在 ＧＯ 术语上的富集程度要比直接使用原始 ＰＰＩ 网络 的模块富集程度有显著的提升。 表 ２ 列举了 ４ 种方法对应的前 ２０ 个最小的模 块富集结果，分别从生物过程、细胞组件和生物功能 ３ 个方面罗列了实验结果，可以看到融合了蛋白质 复合体之后的 ＰＰＩ 网络得到的模块，在富集程度上 比原始模块的ｐ⁃ｖａｌｕｅ值要低，这说明模块的富集程 度更好，融合蛋白质复合体的模块更具有显著生物 功能上的意义。 表 ２ 融合蛋白质复合体的模块与原始 ＰＰＩ 模块的 ＧＯ 富集（ｐ⁃ｖａｌｕｅ） Ｔａｂｌｅ ２ ＧＯ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｍｉｘｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ＰＰＩ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｋ⁃Ｍｅａｎｓ ＩｎｃｒｅＫ⁃Ｍｅａｎｓ ＮＭＦ ＩｎｃｒｅＮＭＦ ＢＰ ＣＣ ＭＦ ＢＰ ＣＣ ＭＦ ＢＰ ＣＣ ＭＦ ＢＰ ＣＣ ＭＦ ０．０×１０ ０ ９．４×１０ －１７５ ０．０×１０ ０ ０．０×１０ ０ ２．３×１０ －１７６ ０．０×１０ ０ ０．０×１０ ０ ３．４×１０ －１９３ ０．０×１０ ０ ０．０×１０ ０ １．９×１０ －２０７ ０．００×１０ ０ ５．５×１０ －１０４ １．７９×１０ －７８ ５．３３×１０ －１０５ ４．９×１０ －１０４ １．２０×１０ －５２ ３．９×１０ －１０６ １．１２×１０ －４８ ８．４９×１０ －５５ ４．８５×１０ －５１ ２．７３×１０ －４９ １．００×１０ －５０ ５．８６×１０ －４３ ２．７９×１０ －６６ ２．１３×１０ －４８ １．４５×１０ －６８ ６．０３×１０ －５９ １．９４×１０ －４８ ３．８７×１０ －５２ ２．４４×１０ －４６ ３．０５×１０ －５２ １．２５×１０ －４１ ４．６４×１０ －３９ ２．００×１０ －４４ １．２８×１０ －４２ １．５３×１０ －５６ ３．７５×１０ －４６ ５．６３×１０ －４３ １．２４×１０ －４８ ６．９７×１０ －４４ １．５４×１０ －４８ ９．８９×１０ －３８ １．５５×１０ －４３ ３．１９×１０ －３８ １．９３×１０ －３８ ８．４３×１０ －２８ ３．６６×１０ －３２ ３．４９×１０ －５０ ３．８０×１０ －４６ ５．９５×１０ －４３ ２．３７×１０ －４１ ６．９９×１０ －４１ ４．２７×１０ －３８ ３．１１×１０ －３６ １．０２×１０ －２８ ５．４７×１０ －３２ ２．３５×１０ －３８ ９．４２×１０ －２８ ４．１０×１０ －２５ １．５０×１０ －４１ ９．７０×１０ －３１ ９．２０×１０ －３７ ２．３９×１０ －４１ １．５５×１０ －２９ １．４５×１０ －３６ １．１２×１０ －３４ ３．３０×１０ －２８ ５．４６×１０ －２５ ３．２３×１０ －３６ ２．２０×１０ －２７ １．６１×１０ －２４ ６．７３×１０ －４１ １．２７×１０ －２５ １．５４×１０ －３１ ７．２０×１０ －４１ ５．１３×１０ －２８ １．１２×１０ －３３ １．３９×１０ －３４ ２．２３×１０ －２６ １．７９×１０ －２４ １．２５×１０ －３３ １．２７×１０ －２６ １．７６×１０ －２４ ３．４３×１０ －３９ ５．７１×１０ －２５ ２．６０×１０ －２９ ８．２３×１０ －４１ １．１２×１０ －２７ ２．２６×１０ －３３ １．４８×１０ －３１ ５．２６×１０ －２４ ４．１４×１０ －２３ ３．０２×１０ －３３ １．３５×１０ －２６ ２．４５×１０ －２４ ７．９４×１０ －３８ １．０２×１０ －２４ ２．９４×１０ －２７ ４．４４×１０ －４０ ４．８９×１０ －２６ ２．７７×１０ －２７ ２．０１×１０ －３１ １．５５×１０ －２３ ２．９９×１０ －２２ ７．８３×１０ －３２ １．３８×１０ －２６ ４．９５×１０ －２３ ２．１７×１０ －３５ １．０５×１０ －２４ ５．７１×１０ －２７ １．７１×１０ －３５ ６．１９×１０ －２６ １．２５×１０ －２６ １．３８×１０ －３０ ３．２９×１０ －２３ １．３８×１０ －１９ ７．９７×１０ －３１ ８．４５×１０ －２６ １．０５×１０ －２２ ３．２２×１０ －３５ １．６７×１０ －２４ ４．５１×１０ －２３ ２．９４×１０ －３５ ７．８１×１０ －２６ ６．７３×１０ －２４ ２．５２×１０ －２９ ２．７８×１０ －２２ ２．０７×１０ －１８ １．６８×１０ －２９ ５．４８×１０ －２５ ３．１８×１０ －２２ １．９７×１０ －３０ ２．５４×１０ －２４ ６．８６×１０ －２３ １．３４×１０ －３４ ２．４２×１０ －２４ ９．８３×１０ －２３ ２．９８×１０ －２２ ２．９７×１０ －２２ ２．１０×１０ －１８ １．０４×１０ －２５ ７．５７×１０ －２５ ２．２１×１０ －２０ １．７６×１０ －２８ ２．７９×１０ －２３ ２．２６×１０ －２１ １．８５×１０ －３１ ２．６９×１０ －２４ ３．７７×１０ －２２ ４．３８×１０ －２２ ３．３０×１０ －２１ ４．１８×１０ －１８ １．３４×１０ －２４ １．２０×１０ －２４ ２．５０×１０ －２０ １．１７×１０ －２７ ３．１６×１０ －２３ ４．８５×１０ －２１ ４．４３×１０ －３１ ２．０５×１０ －２３ ４．７６×１０ －２２ ４．７１×１０ －２２ ３．８０×１０ －２１ １．０２×１０ －１７ １．４６×１０ －２４ ２．０４×１０ －２３ １．５９×１０ －１９ ５．０６×１０ －２７ ６．５４×１０ －２２ ３．０３×１０ －２０ １．１５×１０ －２７ ２．７６×１０ －２３ １．８４×１０ －２１ ６．０８×１０ －２２ ６．６５×１０ －２１ １．２０×１０ －１７ １．９４×１０ －２４ ２．９０×１０ －２３ １．１７×１０ －１８ １．８０×１０ －２５ ６．００×１０ －２１ ２．９８×１０ －１８ １．８３×１０ －２７ ４．１４×１０ －２１ ２．３５×１０ －２１ ７．７０×１０ －２１ １．０２×１０ －１９ ４．７７×１０ －１７ ４．５５×１０ －２２ ５．７７×１０ －２３ １．９２×１０ －１８ ２．７５×１０ －２７ ９．７２×１０ －２１ ２．３１×１０ －１６ ２．６９×１０ －２７ ５．６３×１０ －２１ ３．４４×１０ －２１ １．１７×１０ －２０ １．１２×１０ －１９ １．２６×１０ －１６ ９．９５×１０ －２２ ５．５７×１０ －２２ １．１６×１０ －１７ １．４７×１０ －２５ １．１５×１０ －１８ ４．２７×１０ －１６ ４．６４×１０ －２７ １．６３×１０ －１９ ３．８７×１０ －１９ １．５４×１０ －２０ １．４２×１０ －１９ ３．９２×１０ －１６ １．１４×１０ －２１ ７．８８×１０ －２２ １．７６×１０ －１７ ２．４６×１０ －２３ １．９２×１０ －１８ ６．５６×１０ －１６ ９．９２×１０ －２７ ４．４２×１０ －１９ １．０８×１０ －１８ ３．３６×１０ －２０ ２．０６×１０ －１９ ６．２５×１０ －１６ １．９９×１０ －２１ ３．９３×１０ －２１ ５．８９×１０ －１７ １．１９×１０ －２２ １．９４×１０ －１８ ６．６３×１０ －１６ ８．００×１０ －２５ ６．７８×１０ －１９ ５．５７×１０ －１８ ３．９２×１０ －２０ １．０２×１０ －１８ ６．６９×１０ －１６ ２．０６×１０ －２１ １．３８×１０ －２０ ７．７１×１０ －１７ 同 ＧＯ 的富集分析一样，我们也对模块中蛋白 质在 Ｐａｔｈｗａｙ 上进行了相应的富集分析，主要是统 计一个模块内的蛋白质参与同一条 Ｐａｔｈｗａｙ 的程 度。 Ｐａｔｈｗａｙ 数据主要使用 ＰＩＤ ［１３］ （ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎｔｅｒａｃ⁃ ｔｉｏｎ ｄａｔａｂａｓｅ），该数据库由 ＮＣＩ⁃Ｎａｔｕｒｅ、ＢｉｏＣａｒｔａ 和 Ｒｅａｃｔｏｍｅ３ 个数据库整合而成。 在本文中只使用分 子类型为“蛋白质”和“蛋白质复合体”的数据。 最 终提取了 １ ５１３ 条 Ｐａｔｈｗａｙ 数据，其中 ２２３ 条来自 ＮＣＩ⁃Ｎａｔｕｒｅ 数据库、２５４ 条来自 ＢｉｏＣａｒｔａ 数据库、８３８ 条来自 Ｒｅａｃｔｏｍｅ 数据库。 表 ３ 列举了 ４ 种方法中 对应的前 ２０ 个最小的模块在 Ｐａｔｈｗａｙ 上的富集结 果，从中可以看到融合了蛋白质复合体之后的 ＰＰＩ 网络的模块，在 Ｐａｔｈｗａｙ 上的富集程度比原始的模 块的 ｐ⁃ｖａｌｕｅ 值要低，这说明模块内的蛋白质更多地 参与了同一条 Ｐａｔｈｗａｙ，从而可以证明融合了蛋白质 复合体的模块更倾向于在同样的 Ｐａｔｈｗａｙ 中发挥生 物作用，识别 Ｐａｔｈｗａｙ 可以帮助人们进一步认识蛋 白分子之间相互作用的分子机理。 第 ５ 期 刘光明，等：融合蛋白质复合体的人类蛋白互作网络功能模块发现 ·７０７·