冷凍電鏡圖像指導下的多結構域蛋白質組裝算法研究.pdf

1、蛋白質的功能一直是生物信息學研究的一個重要方面。蛋白質的功能與其結構息息相關。而對蛋白質結構的組裝，是生物信息學中蛋白質結構預測中非常重要的一個研究方向。目前可以通過對蛋白質序列進行比對產生相似的蛋白質結構域模板。但是一旦涉及到多結構域的情況，通過序列比對方式，就會有很大的誤差。因此可以通過對序列比對預測的模板進行三維空間上的組裝，獲得整條蛋白質鏈的三維空間結構。與此同時由于使用電子顯微鏡可以很方便的觀測蛋白質的大致結構，因此可以為多結

2、構域蛋白質的組裝提供更多的指導。
　　多結構域蛋白質的組裝過程，在課題中被拆分為結構域組合和結構域匹配兩個部分。其中結構域匹配的本質是將蛋白質結構進行一系列三維運動，使之與蛋白質的冷凍電鏡圖像盡可能吻合。為了更加有效地搜索到近似最優(yōu)的情況，將模擬退火算法作為其基本搜索算法，引入了蛋白質結構域匹配的過程中，使結構域匹配的計算效率與準確性都有一定的提升。并且思考研究了組裝過程中的空間約束問題，也就是結構域碰撞與結構域間的柔軟連接區(qū)域對

3、組裝的約束。對冷凍電鏡圖像進行了更新，以解決結構域碰撞問題。對于柔軟連接區(qū)域對組裝的限制，則將原有的蛋白質組裝算法重新進行了整理，使相鄰結構域的連接區(qū)域能夠正確連接。
　　最后，將算法實現為程序，并通過實驗，證明了文中描述的設計與實現方法是合理可行的，對蛋白質結構預測有一定的實用價值。同時分析了實驗產生的不同結果，并且對比了是否考慮linker約束的結果，證明了其有效性。雖然在實驗中依然發(fā)現了些許不足，為日后的研究也提供了一定的指