基于SVM的跨膜蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測應(yīng)用研究.pdf

1、膜蛋白是一種具有重要生物功能的蛋白質(zhì)，在生物體中發(fā)揮著極其重要的作用。盡管磷脂雙分子層構(gòu)成了生物膜的基本框架，然而膜蛋白卻始終是膜功能的主要體現(xiàn)者，是細(xì)胞執(zhí)行各種功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)蛋白質(zhì)的序列信息預(yù)測是否屬于β桶狀跨膜蛋白、是否屬于α螺旋跨膜蛋白和是否屬于內(nèi)在膜蛋白等是跨膜蛋白3D結(jié)構(gòu)預(yù)測和功能分析的重要先導(dǎo)步驟，也是蛋白質(zhì)預(yù)測領(lǐng)域中的一個(gè)挑戰(zhàn)性問題。本文就重點(diǎn)對(duì)跨膜蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測進(jìn)行研究。
　　 跨膜蛋白序列的特征提取是跨膜蛋

2、白預(yù)測研究中最為基本的問題，也是決定分類預(yù)測質(zhì)量的關(guān)鍵。本文從跨膜蛋白的一級(jí)序列出發(fā)，提出和實(shí)現(xiàn)了不同的特征提取算法，并且在所選擇的數(shù)據(jù)集MCP1087上進(jìn)行了10-疊交叉檢驗(yàn)和比較分析。
　　 采用了融合氨基酸組成位置和物理化學(xué)特性的特征提取方法，利用支持向量機(jī)的分類算法構(gòu)建了預(yù)測跨膜蛋白是否屬于β桶狀跨膜蛋白的模型、預(yù)測跨膜蛋白是否屬于α螺旋跨膜蛋白的模型和預(yù)測跨膜蛋白是否屬于內(nèi)在膜蛋白的模型。在實(shí)驗(yàn)中，通過不同的探索，尋求

3、更有效的特征提取方法。第一，以單一氨基酸殘基指數(shù)計(jì)算殘基指數(shù)相關(guān)系數(shù)，并根據(jù)單一氨基酸殘基指數(shù)預(yù)測結(jié)果的優(yōu)劣，選擇不同的多個(gè)氨基酸殘基指數(shù)的最優(yōu)組合；第二，在氨基酸組分的基礎(chǔ)上，加入氨基酸殘基在蛋白質(zhì)序列中的位置信息，更深層次地挖掘蛋白質(zhì)序列中所蘊(yùn)含的特征，避免了丟失蛋白質(zhì)序列中氨基酸位置順序的信息；第三，改變自相關(guān)函數(shù)的階數(shù)，充分挖掘蛋白質(zhì)序列中氨基酸殘基的長程相關(guān)性信息，進(jìn)一步提高模型的分類預(yù)測性能。
　　 本文中構(gòu)建的三個(gè)