蛋白質(zhì)殘基間的相互作用分析與預(yù)測(cè).pdf

1、近年來，由于生物信息學(xué)的迅猛發(fā)展，大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)亟待矯正、管理、解釋以及充分的利用，而機(jī)器學(xué)習(xí)正適合這類數(shù)據(jù)量大、含有噪聲的模式。許多機(jī)器學(xué)習(xí)算法也已經(jīng)被成功地用來進(jìn)行生物數(shù)據(jù)的處理并挖掘未知的生物學(xué)知識(shí)。本文主要針對(duì)支持向量機(jī)這個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)工具來進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，著重運(yùn)用支持向量機(jī)和遺傳算法(GA)來進(jìn)行蛋白質(zhì)殘基溫度因子的預(yù)測(cè)，并由此進(jìn)行殘基間的遠(yuǎn)程相互作用的分析和預(yù)測(cè)。全文的主要工作包括如下： 1、提出了利用多類支持向

2、量機(jī)進(jìn)行蛋白質(zhì)殘基溫度因子的分析和預(yù)測(cè)的方法。一般來說，殘基的B-factor代表它的一種熱不穩(wěn)定狀態(tài)或自由活動(dòng)的程度，較高的殘基B-factor對(duì)應(yīng)著較大的外露表面面積。因此預(yù)測(cè)殘基的B-factor會(huì)有助于理解和預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。本文主要介紹了所采取的氨基酸的物理化學(xué)特征，例如：蛋白質(zhì)的序列譜、殘基的進(jìn)化速率、殘基的疏水值，作為多類支持向量機(jī)的輸入來進(jìn)行蛋白質(zhì)殘基B-factor的分析和預(yù)測(cè)。 2、提出了一種基于預(yù)測(cè)的殘基B

3、-factor以及疏水譜特征的支持向量機(jī)方法，來進(jìn)行殘基間的接觸聚類中心分析和預(yù)測(cè)。在蛋白質(zhì)的接觸圖譜中，殘基間的遠(yuǎn)程相互作用點(diǎn)往往聚集在一起形成一個(gè)個(gè)的聚類。分析發(fā)現(xiàn)，這些聚類大部分都對(duì)應(yīng)著較低的殘基B-factor區(qū)域或較強(qiáng)的疏水區(qū)域，基于此特點(diǎn)而進(jìn)行的有選擇性的樣本抽取就可以降低正負(fù)樣本數(shù)據(jù)的不平衡性，從而得到較高的預(yù)測(cè)性能。最后，我們利用支持向量機(jī)來預(yù)測(cè)殘基間的接觸聚類中心，并由此得到殘基間的相互作用位點(diǎn)。 3、構(gòu)建了一