基于框架庫的蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)預(yù)測.pdf

1、蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)執(zhí)行著各項(xiàng)重要任務(wù)，蛋白質(zhì)功能取決于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。而蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)取決于蛋白質(zhì)的序列，蛋白質(zhì)序列與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如何根據(jù)蛋白質(zhì)的序列信息來預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是目前生物信息學(xué)亟待解決的問題，也是本文研究的重點(diǎn)。通常有以下幾種方法來預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：如果待測序列和已知序列有很大的相似性，同源建模(Homology Modeling)是最好的方法；如果相似性不高，可采用線索化方法(Threading)。在既沒有

2、已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)、也沒有已知結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程同源蛋白質(zhì)的情況下，只能采用從頭預(yù)測方法(AB Initio)，即直接根據(jù)序列本身來預(yù)測其結(jié)構(gòu)。基于框架庫(Fragment Database)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法屬于從頭預(yù)測方法的一種。在CASP6(the Sixth Critical Assessment in Structure Prediction)評(píng)測中的典型用法是將這種方法和同源建模方法結(jié)合起來使用：在排列區(qū)域坐標(biāo)取自模板，在無排列

3、區(qū)域使用該方法進(jìn)行模擬。以前的方法，雖然可以用很少的框架獲得滿意的擬合結(jié)果，但是問題在于：局部最優(yōu)的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的不一定是全局最優(yōu)的。本文嘗試找出全局最優(yōu)框架序列。這些框架具有確定的空間結(jié)構(gòu)并在序列上具有相當(dāng)大的保守性。本文提出了一種基于框架庫的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的新方法，旨在根據(jù)少量的信息盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。首先根據(jù)空間信息，把已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)切分成框架，進(jìn)行聚類，得到框架庫。這里的框架是構(gòu)成蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的小的聯(lián)系單元，它從新的