基于降噪的譜聚類分析蛋白質(zhì)算法及系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它主要結(jié)合現(xiàn)代生命與信息科學(xué)、數(shù)學(xué)、以及其他各類重要學(xué)科等形成的。生物信息學(xué)可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和一些信息論方法來對(duì)蛋白質(zhì)以及核酸序列等生物信息進(jìn)行獲取、存儲(chǔ)、分析從而來揭示蛋白質(zhì)以及核酸序列等各類生物信息，以幫助生物學(xué)家了解生物學(xué)和遺傳學(xué)信息的科學(xué)。生物信息學(xué)當(dāng)前研究的主要內(nèi)容有序列圖的構(gòu)建，新基因的分析與鑒定以及蛋白質(zhì)組學(xué)，從而它已成為生物學(xué)中的基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)中必不可少的研究對(duì)象。因此生物信息學(xué)的

2、快速發(fā)展對(duì)生命科學(xué)的產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并極大的促進(jìn)該生命科學(xué)領(lǐng)域其他發(fā)展領(lǐng)域的進(jìn)步。在蛋白質(zhì)組中的蛋白質(zhì)進(jìn)化過程中，各氨基酸位點(diǎn)之間的進(jìn)化關(guān)系并不是相互獨(dú)立的，而是存在一定不為眾人所知的相互作用模式。其中相互作用的一些氨基酸位點(diǎn)在蛋白質(zhì)的一維空間結(jié)構(gòu)中可能相距較遠(yuǎn)，但在三維結(jié)構(gòu)中卻可能存在著關(guān)聯(lián)性且形成不同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)元件。這些結(jié)構(gòu)元件在功能和進(jìn)化中的結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，而元件內(nèi)部的位點(diǎn)卻具有明顯的相關(guān)性。因此研究蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的共變有助于研究

3、蛋白質(zhì)功能的闡述。
　　本文提出了一種基于降噪的雙向因子分析的新算法，該算法從眾多的氨基酸位點(diǎn)形成的統(tǒng)計(jì)噪聲中分離出若干個(gè)結(jié)構(gòu)元件。隨后我們會(huì)對(duì)前面獲取的結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行內(nèi)部相關(guān)性的檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性檢驗(yàn)、進(jìn)化率分析、進(jìn)化獨(dú)立性分析等，而最終的結(jié)果也表明各個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)元件內(nèi)部的氨基酸位點(diǎn)之間緊密聯(lián)系，同時(shí)各個(gè)結(jié)構(gòu)元件之間具有明顯的獨(dú)立性。另外，結(jié)果還顯示，在進(jìn)化方向上，各個(gè)結(jié)構(gòu)元件也朝著不同的方向進(jìn)行，甚至跟其他學(xué)者的方法相比，本文的算

4、法具有更高的精確度和魯棒性，不易受到噪聲位點(diǎn)的影響，能夠從大量的噪聲位點(diǎn)中分離出非隨機(jī)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)元件。總之，如果需要我們把生物學(xué)問題轉(zhuǎn)化成所對(duì)應(yīng)的數(shù)字符號(hào)的處理問題，我們需要發(fā)展新的一些分析理論、方法、技術(shù)、工具等，因此就必須依賴計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)。我們可以依賴于發(fā)達(dá)、穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與國(guó)際、國(guó)內(nèi)的系統(tǒng)進(jìn)行有效的交流，以及與生物學(xué)研究方法與平臺(tái)技術(shù)建立廣泛、緊密的聯(lián)系。因此我們可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將我們的算法集成到本文的系統(tǒng)中，互