基于蛋白質(zhì)疏水殘基有效距離的模擬退火方法.pdf

1、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測是生物信息學(xué)研究中最富有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，對于人們進(jìn)一步了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能具有非常重要的意義。蛋白質(zhì)折疊的計算機(jī)模擬和預(yù)測作為一種輔助手段，可直接應(yīng)用于新的功能蛋白質(zhì)的設(shè)計和研究。正是由于理論和應(yīng)用方面的重要性，使得該領(lǐng)域的研究工作越來越受到重視。隨著各種隨機(jī)算法的興起并應(yīng)用到各個領(lǐng)域，人們發(fā)現(xiàn)隨機(jī)算法對于解決蛋白質(zhì)折疊問題有其特有的優(yōu)點(diǎn)。特別是模擬退火方法由于它本身的優(yōu)點(diǎn)(方法能接受一定程度的惡化解，避免陷入局

2、部最小)漸漸引起了人們的興趣。各種改進(jìn)的模擬退火方法(SA)成為計算機(jī)模擬蛋白質(zhì)折疊的重要工具。 本文的工作是在三維HP模型(3-dimensionalhydrophobic-hydrophilicmodel)的基礎(chǔ)上開展的。首先討論蛋白質(zhì)鏈中各個疏水殘基的之間的關(guān)系，得出了蛋白質(zhì)鏈上的疏水殘基之間如果要能在最優(yōu)的的空間構(gòu)象中貢獻(xiàn)一個疏水鍵的話，它們之間必須滿足關(guān)系：|xi-xj|+|yi-yj|+|zi-zj|=|i-j|-2

3、n(n=1，2，3…)。然后我們根據(jù)這個關(guān)系得出了有效關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣進(jìn)而得出有效距離矩陣，最后將總有效距離作為一個約束條件應(yīng)用到模擬退火方法中，得到了改進(jìn)的基于有效距離約束的模擬退火方法。 利用本文的方法對一系列的蛋白質(zhì)鏈的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測，通過對模擬退火過程的分析和與其它方法的預(yù)測結(jié)果的對比，我們發(fā)現(xiàn)本文中的方法在能量的收斂性上比其它方法更好。同時，因為引入了新的約束，模擬退火過程中產(chǎn)生的新的構(gòu)象具有更佳的合法性，也減少了無效