基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的激酶鑒定算法的研究.pdf

1、由蛋白激酶催化所發(fā)生的磷酸化修飾作用在調(diào)節(jié)生物的生命活動(dòng)中起著不可替代的作用，被稱為細(xì)胞生命活動(dòng)的開關(guān)。有些疾病的發(fā)生與由某特定激酶所催化的磷酸化修飾有密切的關(guān)系，因此識(shí)別磷酸化位點(diǎn)的激酶信息對(duì)于研究分子機(jī)理具有重要的研究意義，也有助于設(shè)計(jì)藥物。
　　起初對(duì)磷酸化的研究主要依賴實(shí)驗(yàn)方法，主要包括32P標(biāo)記法和高通量的質(zhì)譜分析方法等。這些實(shí)驗(yàn)方法能夠產(chǎn)生大量的磷酸化數(shù)據(jù)，然而大部分?jǐn)?shù)據(jù)都缺少激酶信息，而且實(shí)驗(yàn)方法費(fèi)時(shí)耗力。于是研究者

2、們開始嘗試通過計(jì)算學(xué)的方法找出磷酸化的規(guī)律并對(duì)磷酸化數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。基于計(jì)算的方法需要依托于磷酸化數(shù)據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生的磷酸化數(shù)據(jù)為使用計(jì)算學(xué)方法提供了條件。如今，通過計(jì)算學(xué)的方法鑒定蛋白激酶已經(jīng)成為解決激酶鑒定問題的主流方法。
　　本文在前人對(duì)磷酸化研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)據(jù)間的空間分布這兩種因素，提出了一種基于核矩陣的激酶鑒定算法SLapRLS，并將其應(yīng)用于激酶鑒定工作。首先對(duì)從Phospho.ELM數(shù)據(jù)庫中提取的人

3、類的磷酸化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，先通過遍歷搜索找到并去除重復(fù)的數(shù)據(jù)，而后使用BLAST和CD-HIT軟件進(jìn)行去冗余操作，從而構(gòu)建了可靠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。然后我們對(duì)核函數(shù)和基于核函數(shù)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行了研究，并提出了利用專業(yè)知識(shí)構(gòu)建核矩陣的方法。最后，引入了標(biāo)記與相似度的不一致性來反映數(shù)據(jù)間的空間分布關(guān)系，結(jié)合標(biāo)記與相似度的不一致性最小化與結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化提出了SLapRLS算法。通過10折交叉驗(yàn)證和獨(dú)立驗(yàn)證法對(duì)SLapRLS進(jìn)行了性能評(píng)估，結(jié)果表明SL