蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算方法研究.pdf

1、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析是蛋白質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中非常重要的研究?jī)?nèi)容，許多疾病都是由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞而引起的，因此蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析研究能夠?qū)︶t(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。蛋白質(zhì)折疊和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中非常重要的兩個(gè)問題，蛋白質(zhì)折疊研究的是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化過程，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)研究的是蛋白質(zhì)相對(duì)靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，它們的本質(zhì)是統(tǒng)一的，都是探討蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)序列如何影響和決定蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。隨著學(xué)科交叉的日益廣泛，越來越多的計(jì)算機(jī)方法和技術(shù)

2、被應(yīng)用到了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析研究領(lǐng)域中，例如信號(hào)處理，分布式計(jì)算，數(shù)據(jù)挖掘，機(jī)器學(xué)習(xí)等等，這些計(jì)算機(jī)方法和技術(shù)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域的研究帶來了新的生機(jī)和活力。 本文首先提出了一種新的基于小波分析的蛋白質(zhì)折疊模擬軌跡分析方法，在該方法中我們采用了DB2小波對(duì)折疊模擬軌跡的數(shù)據(jù)進(jìn)行了九次的分解和重構(gòu)濾波處理，并使用該方法分析了Trp-cage蛋白質(zhì)的折疊模擬軌跡，結(jié)果顯示我們的方法能夠有效地提取折疊中間態(tài)和折疊事件，克服自由能圖譜分析法

3、的一些不足之處。通過分析，我們總結(jié)整理了Trp-cage蛋白質(zhì)的折疊過程，并且還發(fā)現(xiàn)了TRP6的偏向性問題。接著，我們又使用小波分析方法分析了原生型和變異型1ysozyme蛋白質(zhì)的去折疊模擬軌跡中1ocal.contact的變化情況，我們的分析顯示單點(diǎn)突變后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定，并顯示變異點(diǎn)TRP62的ARG-TRP-ARC,三明治結(jié)構(gòu)對(duì)于1ysozyme蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著重要影響。 同時(shí)，本文還提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4、的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)方法，用以預(yù)測(cè)雙結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域邊界，該方法中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含169個(gè)輸入層節(jié)點(diǎn)，5個(gè)隱藏層節(jié)點(diǎn)和1個(gè)輸出層節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練采用了Levenberg-Marquardt算法，共使用了九種不同的特征屬性，我們也同時(shí)簡(jiǎn)單分析了這九種特征屬性對(duì)于最終結(jié)果的貢獻(xiàn)程度。在該方法基礎(chǔ)上，本文又引入了一個(gè)新的特征屬性PBWLI，同樣提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)方法，該方法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含99個(gè)輸入層節(jié)點(diǎn)，9個(gè)隱藏層節(jié)