蛋白質(zhì)結構的空間分布特征研究.pdf

1、蛋白質(zhì)是生命大廈的基石。全面揭示蛋白質(zhì)結構與其功能的關系，使之為人類謀福，是當代生命科學及相關領域交叉學科共同追求的目標。從圖形計算和信息處理的角度幫助分析和理解蛋白質(zhì)結構成了近年來計算機科學領域一個新興的研究方向。
　　 近大半個世紀以來，科學家對蛋白質(zhì)分子的外在形態(tài)、內(nèi)在結構及其功能機理一直在不斷探索，在現(xiàn)代科學技術的推動下，各種理論計算與實驗方法層出不窮，為蛋白質(zhì)結構的空間分布研究提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。實驗表明，蛋白質(zhì)功能

2、所呈現(xiàn)的多樣性和獨特性與其空間結構密切相關，分子表面布滿皺褶，內(nèi)部常有形狀大小不等的空穴，其幾何與拓撲形態(tài)多變，對傳統(tǒng)的圖形計算與分析技術提出了新的挑戰(zhàn)。本文將充分利用生命科學領域關于蛋白質(zhì)結構的最新研究成果，通過研究復雜蛋白質(zhì)結構在空間幾何分布的共性問題，挖掘出單個實驗技術無法直接反映的蛋白質(zhì)結構規(guī)律，提升現(xiàn)有蛋白質(zhì)結構資源的使用價值，力求為詮釋蛋白質(zhì)結構與功能的關系提供新的途徑。
　　 本文的工作主要包括如下三個方面：第一：

3、研究可供快速計算的多肽鏈特征表達方法，探索大規(guī)模數(shù)據(jù)庫中蛋白質(zhì)三維結構相似性的高效檢索機制；第二：研究基于蛋白質(zhì)四級結構的空間分布相似性自動分類方法，重點研究四級結構空間旋轉對稱特征的自動判定算法；第三：剖析蛋白質(zhì)空間空穴分布的幾何特征，設計籠型蛋白質(zhì)的自動檢測算法。
　　 本文主要貢獻與創(chuàng)新：
　　 提出了一種基于多準則遞歸分類的新的結構相似性快速檢索模型以及三種與空間方位無關的蛋白質(zhì)骨架結構空間分布特征的快速計算方法

4、，滿足了對大規(guī)模結構數(shù)據(jù)庫進行檢索時速度與效率的綜合需求。
　　 提出了一種基于旋轉對稱特征的蛋白質(zhì)四級結構的有效分類方法，通過對常見蛋白質(zhì)四級結構的循環(huán)對稱、二面體對稱以及正多面體對稱的特征分析，實現(xiàn)了自動的四級結構旋轉對稱特征識別。為大規(guī)模結構數(shù)據(jù)中蛋白質(zhì)的功能相似性比較提供了新的結構分析手段。
　　 提出了一種高效快速的籠型結構蛋白質(zhì)的自動識別算法，首次實現(xiàn)了基于四級結構分析的籠型結構蛋白質(zhì)空間特征全自動檢測軟件C