6.1 蛋白質表面整體相似度比對實驗
蛋白質表面整體相似度之實驗資料來源取自 PDB 資料庫，分別為屬於 Protein-tyrosine phosphatase(PTP)、血紅素 (hemoglobin)及肌紅素 (myoglobin)三 類 蛋 白 質 ， 如 表 2 所 示 。 另 由 [6] 一 書 中 提 到 mevalonate-5-diphosphate decarboxylase (MDD, PDB code: 1FI4)及 Methanococcus jannaschii(HSK, PDB code 1FWL)，兩者蛋白質表面結構非常相似是非常典型的例子，故本文選作為比對之 參考實驗樣本。
表2: 蛋白質表面整體相似度之比對實驗樣本
蛋白質種類 PDB ID
Protein-tyrosine phosphatase
1C25, 1CWR, 1CWS, 1CWT, 1QB0, 1FPZ, 1FQ1,1LW3,1M7R,1D5R 血紅素 (hemoglobin) 1ITH,1A3N,1A4F,1DKE, 肌紅素 (myoglobin) 1MBN,101M,102M, 103M
我們利用D2 函數計算法則，比較(MDD,PDB code: 1FI4)及(HSK, PDB code 1FWL)兩蛋白質表面整體相似度，求得兩直方圖之餘弦係數值為 0.816，代表此 兩個蛋白質表面結構確實十分相似，十分符合我們預期之結果。圖 14 為 MDD(1FI4)及 HSK(1FWL) 之 α-ball 表面結構示意圖。
圖14: MDD(1FI4)及 HSK(1FWL) 之 α-ball 表面結構示意圖
比 對 Protein-tyrosine phosphatase(PTP) 、 血 紅 素 (hemoglobin) 及 肌 紅 素 (myoglobin) 三大蛋白質家族實驗結果如表 3 所示。
表3: 蛋白質表面整體相似度之比對結果
在[24]一文中，作者將(1C25,1CWR,1CWS,1CWT,1QB0)、(1FPZ,1FQ1)、
(1J4X,1VHR)及(1LW3,1M7R)分別歸類為 PTP 家族中之 CDC25、Kap、DUSP3 及MTMR2 等次家族，由我們的實驗結果發現同一次家族之蛋白質，其蛋白質表 CDC25 次家族整體相似度值高達 0.999。另由表 3 之實
驗結果也發現同屬功能相近之蛋白質，其蛋白質表面整體相似度亦相近，例如肌 紅素整體相似度值高達1.000，血紅素整體相似度值為 0.964。
在表3 之實驗結果中顯示 CDC25 次家族與肌紅素家族之表面整體相似度值 高達0.994，此為一特殊現象，但由圖 15 所顯示之示意圖觀察，兩者表面整體相 似度確實非常相近。
1CWS 101M 圖15 CDC25 次家族與肌紅素家族之 α-ball 表面結構示意圖
6.2 蛋白質表面區域相似度比對實驗
蛋白質表面區域相似度之實驗資料來源取自 PTP 家族中，PDB ID 分別為 1CWS、1CWT、1QB0、1VHR 及 1M7R，我們將此五個蛋白質中磷酸根的座標 值去除，然後再以半徑值約5.4 之 α-ball 去擷取此五個蛋白質之表面結構，由於 已知磷酸根未去除前的座標值，因此我們計算擷取到之蛋白質表面α-ball 之座標 值與此磷酸根之座標值的距離，以兩者距離最近之α-ball 的位置，當作原來磷酸 根的所在的位置，擷取此點之surface patch 結構，比對其相似性。
利用 5.4 節所提之surface patch 相似性比對之方法，我們先擷取出 1CWS 中最接近磷酸根位置之 surface patch，當做 Query 之 surface patch，然後再與 1CWS 中其他所有 surface patch 做差異度比較，所得結果如圖 16 所示。利用此 方法我們可以查詢一個蛋白質中最接近欲查詢 surface patch 的區域 surface
patch。另外比較前述五個蛋白質最接近磷酸根可能位置之 surface patch 結構，兩 兩比對之結果如表 4 所示。由表 4 結果看出五個蛋白質最接近磷酸根可能位置之 surface patch 結構差異度均相近(約為 1~2 之間)，顯示其相似性非常相近。
圖16 1CWS 中最接近磷酸根位置之 surface patch 與 1CWS 中其他 surface patch 差異度統計圖
表4 蛋白質表面最接近磷酸根位置之 surface patch 差異度之比對結果 1CWS 1CWT 1QB0 1VHR 1M7R 1CWS 0 1.922 1.767 1.635 1.642 1CWT 0 2.131 2.023 2.09
1QB0 0 2.077 2.113
1VHR 0 1.517
1M7R 0