数据收集与目标识别:
从PubChem数据库获取双酚A(BPA)的化学结构和SMILES表示。
通过ChEMBL、STITCH和Swiss Target Prediction数据库识别BPA的潜在靶点。
从OMIM和GeneCards数据库获取银屑病相关的疾病靶点。
合并并去重上述靶点,构建BPA相关靶点的综合数据库。
功能通路分析:
使用DAVID数据库对靶点基因进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。
分析涵盖三个GO领域(生物过程、细胞组分和分子功能)以及KEGG通路,以提供有关识别基因的生物作用和分子机制的见解。
根据调整后的p值(<0.05)确定显著富集的功能通路。
核心靶点选择:
使用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归和支持向量机(SVM)两种机器学习算法来识别与BPA诱导的银屑病相关的核心靶点。
利用递归特征消除(RFE)算法优化特征选择,以识别最大化模型性能的变量最优组合。
核心靶点被定义为两种算法共同识别的基因。
核心基因的差异化表达与诊断准确性评估:
下载GEO数据集GSE13355,包括银屑病病变和正常皮肤的转录组数据,以分析和可视化核心基因的表达水平。
构建受试者工作特征(ROC)曲线,并根据GSE13355数据集中的正常和银屑病样本的mRNA表达数据进一步评估识别核心靶点的诊断潜力。
计算曲线下面积(AUC)以评估ROC曲线的诊断准确性。
免疫浸润分析:
使用GSVA(v1.46.0)R包进行单样本基因集富集分析(ssGSEA),以检查银屑病病变和正常皮肤之间免疫相关细胞的浸润评分。
使用Wilcoxon秩和检验进行统计显著性检验,并分析核心靶点基因与免疫细胞浸润之间的相关性。
分子对接:
从蛋白质数据银行(PDB)检索核心靶点蛋白质的三维结构。
从PubChem数据库获取BPA的分子结构。
使用Open Babel软件将结构转换为Mol2格式。
对关键蛋白质进行预处理,包括脱水和加氢,并使用AutoDockTools-1.5.7进行分子对接。
将AutoDock Vina生成的pdbqt格式的对接结果导入PyMOL软件,转换为pdb格式。
使用PyMOL 3.2可视化具有最高结合能的重要蛋白质结构。
分子动力学模拟:
使用Gromacs 2022.3软件对BPA-血小板活化因子受体(PTAFR)复合物进行分子动力学(MD)模拟。
使用AmberTools 22对小分子进行预处理,应用通用Amber力场(GAFF)力场。
添加氢原子,使用Gaussian 16W计算限制静电势(RESP)电荷,并将生成的电荷数据整合到MD的拓扑文件中。
在恒定温度300 K和压力1 bar下进行模拟,总模拟时间为100 ns。
使用Amber99sb-ildn力场,并使用TIP3P水模型对系统进行溶剂化。
通过添加Na+离子使系统的总电荷中和。
使用最速下降法进行能量最小化,然后进行平衡以稳定系统,再继续进行MD模拟。
不良结局途径(AOP)的构建:
根据靶点表型和基因-表型网络,选择与BPA和银屑病高度相关的表型作为潜在关键事件(KEs)。
进一步定义与这些表型相关的基因为潜在分子起始事件(MIEs)。
通过定义和连接这些事件,构建一个将BPA暴露与银屑病联系起来的不良结局途径(AOP),考虑到不同表型的水平和生物学关系。