簡(jiǎn)化線形生物大分子動(dòng)力學(xué)建模與分子信息的降維處理.pdf

1、本文主要分成兩大部分：第一部分對(duì)計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)（CADD）方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，提出了線形生物大分子的動(dòng)力學(xué)建模與仿真方法；第二部分深入闡述了PCA方法在分子信息降維中的應(yīng)用。 獲得生物大分子的結(jié)構(gòu)信息是應(yīng)用CADD方法的第一步，為了通過簡(jiǎn)化方法來模擬線形大分子低能構(gòu)象時(shí)存在的形態(tài)，本文提出了球-虛彈簧模型，即同時(shí)具有彈簧良好的伸縮特性和棒的扭轉(zhuǎn)特性。一般的大分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，分子間的動(dòng)力學(xué)問題難以計(jì)算，因此需要從簡(jiǎn)化模型出

2、發(fā)來研究復(fù)雜問題的本質(zhì)，故選取線形大分子作為研究對(duì)象在虛彈簧模型的基礎(chǔ)上建立橫向伸縮振動(dòng)和軸向扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型來探討了影響線形分子構(gòu)象改變的力學(xué)問題。而簡(jiǎn)化的最終目的是對(duì)受體大分子或藥物大分子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，為藥物設(shè)計(jì)提供理論支持，故本部分的最后分別對(duì)橫向伸縮和軸向扭轉(zhuǎn)模型進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，線形大分子中單個(gè)等效原子的伸縮振動(dòng)是導(dǎo)致分子構(gòu)象發(fā)生變化的重要因素，軸向扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響則可忽略。 由于描述生物分子的不同指標(biāo)之間具有很大的

3、相關(guān)性，并且這些指標(biāo)對(duì)研究不同領(lǐng)域的貢獻(xiàn)也不同，因此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理成為必要，故本文第二部分主要研究高維分子信息處理中的降維問題和降維方法。本部分討論了幾種常用的降維方法，重點(diǎn)分析了經(jīng)典線性降維方法－主成分分析法（PCA）的理論基礎(chǔ)和公式推導(dǎo)過程，并在實(shí)例中將其應(yīng)用于氨基酸立體參數(shù)的降維處理。由于線性PCA方法處理高維數(shù)據(jù)具有一定的局限性，本部分的最后介紹了非線性PCA方法。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：將分子鍵簡(jiǎn)化為虛彈簧，并在此基