蛋白质与配体绑定位点预测的特征抽取及学习算法研究
发布时间：2021-07-04 11:59
蛋白质与配体分子之间的相互作用在生命过程中普遍存在,且不可或缺。蛋白质与配体分子之间的相互作用是通过部分氨基酸残基与配体分子的相互作用来实现的,这些氨基酸残基被称为绑定位点。精确识别蛋白质与配体的绑定位点,对于理解蛋白质的功能、分析生物分子之间的相互关系和设计新药物等方面具有重要的指导意义。通过生物实验方法来测定蛋白质与配体的绑定位点,存在高成本、周期长等问题。因此,研发一种简单有效的计算方法来预测蛋白质与配体绑定位点是迫在眉睫的。于是,蛋白质与配体绑定位点预测问题逐渐成为了生物信息学领域的研究热点之一。由于蛋白质与配体分子之间的相互作用是复杂多变的,蛋白质与配体之间的绑定位点的预测仍然是一个具有挑战性的研究问题,特别是直接从蛋白质序列进行绑定位点预测。针对基于序列的蛋白质与配体绑定位点预测问题,本文中重点研究了机器学习方法在该预测问题中的应用。在总结已有预测方法的基础上,本文从机器学习角度提出了亟需解决的三个关键性科学问题:类不平衡学习问题、特征学习问题与如何利用海量呈现且持续增长的蛋白质数据的学习问题。针对这三个关键性科学问题,本文提出了不同的解决办法,并分别用于提升基于序列的蛋白...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０种常见氨基酸详细信息（图片引用自??ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂａｃｈｅｍ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅａｄｍｉｎ／ｕｓｅｒ?ｕｐｌｏａｄ／ｐｄｆ／Ｆｌｖｅｒｓ／Ｐｅｒｉｏｄｉｃ?Ｃｈａｒｔ?Ａｍｉｎｏ?Ａｃｉｄｓ．ｐｄｆ）??蛋白质大分子是构成生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，参与维持生物细??胞生存与代谢的多个重要过程
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博士学位论文??种相互作用就是氢键［３Ｗ５１。在氢键中，Ｘ与Ｙ—般是电负性很强的Ｆ、Ｎ与０原子，其??它的原子（如Ｃ、Ｓ、Ｃ１与Ｐ等）在某些情况下也有可能形成氢键。图１．２显示了水分??子之间的０－Ｈ?０形式的氢键示意图。??具体来说，当一个氢原子与电负性大的Ｘ原子以共建键结合后，共用的电子对将会??强烈地偏向于电负性大的Ｘ原子，从而使得氢原子几乎呈现出质子状态，进一步地形成??了很大的偶极矩。此时，Ｘ－Ｈ中的氢原子几乎只有原子核，无内层电子，半径极小，只??带少部分正电荷，这样的Ｈ原子极为容易吸引附近的另外一个电负性大的、半径小的、??并带有孤电子对的Ｙ原子，进而产生了静电吸引作用，即氢键。??氢键作用力与Ｘ和Ｙ原子的电负性呈正相关、与Ｘ和Ｙ原子的半径呈负相关。如??氟原子的半径最小而电负性最大，因此Ｆ－Ｈ…Ｆ形式的氢键作用力最强。氢键的键能在??分子间作用力的范围内，大部分在２５？４０ｋＪ／ｍｏ丨之间，最大约为２００ｋＪ／ｍｏ丨（Ｆ－Ｈ?Ｆ形??式的氢键）。尽管氢键的键能强于静电引力
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛋白质组学及其技术发展[J]. 王英超,党源,李晓艳,王兴龙. 生物技术通讯. 2010(01)
[2]蛋白质组学在药物研究中的应用[J]. 赵欣,蒲小平. 中国药理学通报. 2009(08)
[3]陈润生：后基因年代的生命信息前沿[J]. 胡学忠,马珉. 高科技与产业化. 2006(08)
[4]结构基因组学中的衍射相位问题[J]. 范海福,梁栋材. 生命科学. 2003(02)
[5]信息与生命[J]. 李衍达. 化学通报. 2001(10)
博士论文
[1]若干蛋白质与配体识别分子机制的理论计算[D]. 付婷.大连理工大学 2013
[2]基于机器学习的蛋白质结合位点特征化和预测方法研究[D]. 熊毅.武汉大学 2011
本文编号：3264747
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０种常见氨基酸详细信息（图片引用自??ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂａｃｈｅｍ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅａｄｍｉｎ／ｕｓｅｒ?ｕｐｌｏａｄ／ｐｄｆ／Ｆｌｖｅｒｓ／Ｐｅｒｉｏｄｉｃ?Ｃｈａｒｔ?Ａｍｉｎｏ?Ａｃｉｄｓ．ｐｄｆ）??蛋白质大分子是构成生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，参与维持生物细??胞生存与代谢的多个重要过程
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博士学位论文??种相互作用就是氢键［３Ｗ５１。在氢键中，Ｘ与Ｙ—般是电负性很强的Ｆ、Ｎ与０原子，其??它的原子（如Ｃ、Ｓ、Ｃ１与Ｐ等）在某些情况下也有可能形成氢键。图１．２显示了水分??子之间的０－Ｈ?０形式的氢键示意图。??具体来说，当一个氢原子与电负性大的Ｘ原子以共建键结合后，共用的电子对将会??强烈地偏向于电负性大的Ｘ原子，从而使得氢原子几乎呈现出质子状态，进一步地形成??了很大的偶极矩。此时，Ｘ－Ｈ中的氢原子几乎只有原子核，无内层电子，半径极小，只??带少部分正电荷，这样的Ｈ原子极为容易吸引附近的另外一个电负性大的、半径小的、??并带有孤电子对的Ｙ原子，进而产生了静电吸引作用，即氢键。??氢键作用力与Ｘ和Ｙ原子的电负性呈正相关、与Ｘ和Ｙ原子的半径呈负相关。如??氟原子的半径最小而电负性最大，因此Ｆ－Ｈ…Ｆ形式的氢键作用力最强。氢键的键能在??分子间作用力的范围内，大部分在２５？４０ｋＪ／ｍｏ丨之间，最大约为２００ｋＪ／ｍｏ丨（Ｆ－Ｈ?Ｆ形??式的氢键）。尽管氢键的键能强于静电引力
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛋白质组学及其技术发展[J]. 王英超,党源,李晓艳,王兴龙. 生物技术通讯. 2010(01)
[2]蛋白质组学在药物研究中的应用[J]. 赵欣,蒲小平. 中国药理学通报. 2009(08)
[3]陈润生：后基因年代的生命信息前沿[J]. 胡学忠,马珉. 高科技与产业化. 2006(08)
[4]结构基因组学中的衍射相位问题[J]. 范海福,梁栋材. 生命科学. 2003(02)
[5]信息与生命[J]. 李衍达. 化学通报. 2001(10)
博士论文
[1]若干蛋白质与配体识别分子机制的理论计算[D]. 付婷.大连理工大学 2013
[2]基于机器学习的蛋白质结合位点特征化和预测方法研究[D]. 熊毅.武汉大学 2011
本文编号：3264747
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