蛋白質結構預測中基于原子對距離分布的統(tǒng)計勢研究.pdf

1、蛋白質三維結構預測是目前國際生物信息學領域最熱門且最富挑戰(zhàn)性的課題之一,現(xiàn)有的方法總體上可分為基于模板和無模板兩大類?；谀０宓慕Y構預測需要有已知的蛋白質結構為支撐,通過序列或結構的相似性為目標蛋白質找出最恰當?shù)慕Y構模板,進而以模板為基礎預測目標蛋白質的結構。無模板的結構預測則是通過探索和利用蛋白質折疊中的理化規(guī)律,直接由序列預測蛋白質的三維結構。后一方法的理論意義更突出,被西方學者喻為計算生物學研究的“圣杯”。對于無模板的結構預測,能

2、量函數(shù)的設計構建是整個工作的基礎和核心。根據(jù)有無使用已知的蛋白質結構信息,能暈函數(shù)也可分為基于知識和基于物理兩類。
　　 本文詳細討論了一種基于知識的能量函數(shù),即基于原子對距離分布的統(tǒng)計勢,并將注意力集中在參考態(tài)上。主要研究內(nèi)容及成果包括：⑴統(tǒng)計勢設計的關鍵在于采用怎樣的參考態(tài)假設,通過廣泛調查研究,本文挑選了取平均、準化學近似、有限理想氣體、球域無相互作用、原子洗牌、無規(guī)行走鏈等6個最有效的參考態(tài)假設,對它們的特點和差異進行了

3、深入分析和討論,并著重闡述了各自的優(yōu)點與不足。⑵從蛋白質結構數(shù)據(jù)庫(PDB)挑選出1022個非同源的蛋白質晶體學結構,以之為統(tǒng)計樣本,采用不同的參考態(tài)假設且盡量保持其他條件一致,成功構建起6個基于原子對距離分布的統(tǒng)計勢,隨后進行了作圖比較,結果顯示各統(tǒng)計勢大體的走向趨于一致,細小的分布差異將決定了它們的性能特征。⑶將統(tǒng)計勢應用到各類構象集中進行性能檢驗,結果發(fā)現(xiàn)不同的構象集中統(tǒng)計勢的排名并不一致,即統(tǒng)計勢對于具體的應用環(huán)境存在偏向性,這