基于生物信息學方法研究生物電磁學機理.pdf

1、近年來隨著電磁場在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領域得到了越來越廣泛的應用，同時，人們也越來越關注電磁場對健康的影響。本文回顧了幾十年來生物電磁學發(fā)展的理論與實驗研究進展。從分子層次，借助生物信息學方法研究了生物電磁學效應。在以下方面做了一些創(chuàng)新性的研究。 應用量子化學方法研究了水分子、細胞信號轉導分子以及神經(jīng)遞質(zhì)分子，以及各種氨基酸與堿基分子的偶極矩等電磁特性，由計算可知這些分子轉動能級都落在微波頻段，為生物電磁學效應提供了有力證據(jù)

2、。 通過研究細胞膜骨架分子磷脂、膽固醇分子的偶極矩與振動譜等，提出這些分子可能接受到電磁輻射而對細胞膜的特性產(chǎn)生影響。特別是在膜固有的跨膜電場的作用下，這些分子本身還可發(fā)生電子結構上的變化。 在宏觀層次上研究生物電磁學效應時，我們通過建立隱馬爾可夫、神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法相結合的優(yōu)化模型算法，搜尋了在細胞信號轉導途徑中起關鍵作用的蛋白激酶家族中，可能對電磁場敏感的特征蛋白質(zhì)序列片段，同時也有助于對蛋白質(zhì)的分類。通過該模型

3、算法搜尋與電磁場相關的ODC(鳥氨酸脫羧酶)保守性特征序列片段motif，進而在空間三維結構顯示它們的位置，這為電磁場是否影響蛋白質(zhì)高級結構提供了新的思路和方法。 探索性地研究了激酶的系統(tǒng)發(fā)育樹，試圖進一步研究對電磁場敏感的基因、蛋白質(zhì)的起源和進化的動力等重要問題。通過初步以圖論思想建立的對基因表達、蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡模型，力圖具體確定哪一種分子首先對外界輻射的電磁場產(chǎn)生直接反應的，從而引起整個相互作用網(wǎng)絡發(fā)生進一步的生物學效