基于序列信息的抗菌肽最小抑制浓度预测研究

发布时间：2017-07-06 00:11

  本文关键词：基于序列信息的抗菌肽最小抑制浓度预测研究

  更多相关文章： 抗菌肽 特征提取 最小抑制浓度 生物信息学

【摘要】：随着抗生素药物在全球范围内广泛应用,一些细菌逐渐对传统抗生素药物产生了多重耐药性,这使得研发新型抗菌药物的任务迫在眉睫。抗菌肽是一种存在于多数物种体内并作为其免疫系统的一部分来抵御感染的生物小分子多肽,具有很好的广谱抗菌活性。抗菌肽的作用机理与传统抗生素不同,因此,细菌对抗菌肽不易产生抗药性。科学家一直在致力于抗菌肽的基础研究及其相关药物的研发,但是由于采用生物实验的方法研究抗菌肽属性既费时耗力,成本又普遍较高,研究者越来越依赖于生物信息学的方法去研究抗菌肽的一些结构或者功能属性。最小抑制浓度被认为是衡量抗菌肽生物活性的“黄金标准”。目前,已经有一小部分的抗菌肽的最小抑制浓度被生物学家通过试验方法测定出来。面对大量的未知最小抑制浓度的抗菌肽序列,通过智能计算方法来预测最小拟制浓度对抗菌肽研究能够起到明显的推动作用。蛋白质一级序列结构决定了蛋白质的三维结构和功能,生物信息学家已经开发了一系列基于蛋白质序列信息来预测蛋白质各种属性的预测器,受Xiao及其团队建立的用划窗方法提取序列特征用来预测蛋白质折叠率的启发,本文基于抗菌肽的序列信息提取序列特征,通过随机森林、支持向量机和高斯核函数等多种回归预测方法,建立了抑制大肠杆菌活性和抑制金黄色葡萄球菌活性抗菌肽最小抑制浓度的预测器。仿真实验证明所开发的预测器能很好的预测出抗菌肽的最小拟制浓度,这种预测方法能够为生物学家测定抗菌肽的最小抑制浓度的生物实验提供参考值,也可以帮助模拟设计并减少合成新型抗菌肽的耗费,为生物学家研究新型基因药物提供帮助。
【关键词】：抗菌肽 特征提取 最小抑制浓度 生物信息学
【学位授予单位】：景德镇陶瓷大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R978.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 引言7-8
• 1.2 抗菌肽的研究背景和研究意义8-11
• 1.2.1 最小抑制浓度的概念9-10
• 1.2.2 抗菌肽最小抑制浓度的研究背景、意义和现状10-11
• 1.3 论文的内容结构安排11-12
• 2 抗菌肽序列的氨基酸统计特征与分析12-31
• 2.1 概述12-13
• 2.2 抗菌肽序列的单氨基酸频率与分析13-14
• 2.3 抗菌肽序列的二联体氨基酸频率与分析14-21
• 2.4 抗菌肽序列的三联体氨基酸频率与分析21-26
• 2.5 灰色伪氨基酸成分26-27
• 2.6 序列编码复杂度伪成分27-29
• 2.7 其它的序列统计特征表示方法29-31
• 3 常用的氨基酸序列特征提取方法31-38
• 3.1 概述31
• 3.2 基于氨基酸序列组成提取特征31-32
• 3.3 基于氨基酸物理化学属性提取特征32-35
• 3.3.1 自相关函数33
• 3.3.2 伪氨基酸组成33-35
• 3.4 基于数据库的特征提取方法35-36
• 3.4.1 位置特异性得分矩阵35-36
• 3.4.2 功能结构域法36
• 3.4.3 基因本体论36
• 3.5 氨基酸序列特征提取中存在的问题36-38
• 4 生物信息学回归预测和模型的校验与评估38-45
• 4.1 概述38
• 4.2 线性回归38-39
• 4.3 非线性回归39
• 4.4 虚拟变量回归39
• 4.5 基于机器学习的回归估计39-42
• 4.5.1 支持向量机41
• 4.5.2 随机森林41-42
• 4.5.3 高斯核函数回归42
• 4.6 回归预测结果的评估42-43
• 4.7 回归模型的检验43-45
• 5 抗菌肽最小抑制浓度预测研究45-59
• 5.1 概述45
• 5.2 抗菌肽数据库45-49
• 5.2.1 综合抗菌肽数据库45-48
• 5.2.2 专业抗菌肽数据库48-49
• 5.3 抑制大肠杆菌活性的抗菌肽最小抑制浓度预测研究49-55
• 5.3.1 构建数据集49-50
• 5.3.2 基于抗菌肽序列信息的特征提取50-51
• 5.3.3 对抑制大肠杆菌活性的抗菌肽MIC预测和检验评估51-55
• 5.4 抑制金黄色葡萄球菌活性的抗菌肽最小抑制浓度预测研究55-59
• 5.4.1 数据集的建立56
• 5.4.2 提取抗菌肽序列信息的特征56-57
• 5.4.3 对抑制金黄色葡萄球菌活性的抗菌肽MIC预测和检验评估57-59
• 6 总结与展望59-60
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文65

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 游智兵;基于序列信息的抗菌肽最小抑制浓度预测研究[D];景德镇陶瓷大学;2016年

2 梁海华;铜绿假单胞菌（pseudomonas aeruginosa）致病因子受低于最小抑制浓度抗生素调节的研究[D];西北大学;2006年

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本文编号：524105