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《大连理工大学》 2012年
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蛋白质结合位点预测方法研究与应用

邱智军  
【摘要】:生物分子和很多其它有机配体能够与蛋白质在其表面特定位点高度亲和结合。如何区分这样的结合位点与蛋白质其它表面区域,这个问题是蛋白质研究领域的前沿课题。近些年来,在蛋白质分子表面上预测可能结合区域的潜在价值越来越重要。随着生物学和医学中重要蛋白质的结构知识的不断增长,这样的预测方法变得更加实用化。它能够为合理药物分子设计提供帮助,同时也可以揭示蛋白质分子功能。对于功能预测和合理药物设计两方面的应用,都需要一个可靠的蛋白质.配体结合位点识别和定义方法。在蛋白质复合体三维结构已知的情况下,就可以对蛋白质.蛋白质相互作用界面以及蛋白质.配体结合面做关于氨基酸分布和物理化学特征的系统分析,这使得活性位点的识别成为可能。已经有很多计算方法被开发出来,利用这些信息预测蛋白质可能的结合位点。但是,目前的方法在预测精度和效率上仍然存在不足,所以需要进一步研究结合位点预测方法以提高其预测能力,揭示其关键影响因素。 本文研究蛋白质结合位点的预测方法,主要包括四个部分。 第一章,首先描述了蛋白质-配体相互作用原理,包括热力学理论、结合过程理论模型和物理学性质。然后,概述了蛋白质结合位点预测研究现状,包括蛋白质.配体结合位点预测和蛋白质.蛋白质结合位点预测两个方面内容。最后,简要介绍了本文主要工作内容以及取得的结果。 第二章,提出了两种新的氨基酸组成偏好表示模型,分别以原子和原子接触对作为统计对象,区别于传统使用残基作为统计对象的模型。基于全局口袋偏好的配体结合口袋识别方法测试结果显示,基于原子和基于原子接触对模型要优于基于残基的模型。由于结合位点上存在所谓热点区域,我们定义偏好值最大的局部区域作为一个口袋的热点,这个局部偏好值代表整个口袋的偏好属性,再结合口袋大小属性形成了基于局部口袋偏好的配体结合口袋识别方法。结果分析显示,这两个属性能够相互促进、极大提高识别能力;与文献上发表的一些预测方法比较,我们的方法取得了相当的准确率并具有计算简单的优点。 第三章,基于蛋白质-配体结合位点与蛋白质-蛋白质结合位点在几何特征和物理化学性质方面的差异,我们分别提出了两种残基属性定义模型,即单块和多块残基属性定义模型。由残基属性定义模型得到的残基特征,利用随机森林算法构建了结合残基分类预测器。另外,我们还提出了一种新的聚类方法用来发现并预测结合位点。这些方法分别被应用于蛋白质-配体与蛋白质-蛋白质结合残基的预测。采用相同数据集及成功标准,基于单块残基属性定义模型的随机森林分类器在蛋白质-配体结合位点预测准确率方面要优于Q-SiteFinder, SCREEN和Morita's method三种方法;同样,平衡准确率和CC(Correlation Coefficient)值结果显示,基于多块残基属性定义模型的随机森林分类器在蛋白质.蛋白质结合残基预测能力方面优于Yan、Wang以及Chen and Jeong的方法;在蛋白质-蛋白质结合位点预测方面,基于多块残基属性定义模型的预测器也都优于Bradford and Westhead's method、Bradford and Needham's method和Higa and Tozzi's method。 第四章,把基于随机森林的蛋白质结合位点预测方法用于辅助分子对接。对于蛋白质-配体分子对接,随机森林预测方法以前端使用方式缩小构象搜索空间。对接结果表明,该预测方法在辅助对接方面要优于流行软件Accelrys Discovery Studio中的结合位点预测方法。在蛋白质-蛋白质分子对接中,随机森林预测方法按后端使用方式,即作为一种打分函数用来挑选近自然构象,对接实验表明,基于预测信息设计的打分模型在识别近自然构象方面与ZDOCK打分函数各有优势,有较大的互补性。 论文最后部分对本文的工作做了总结并且对后续研究进行了展望。 本文工作受到国家自然科学基金项目“药物分子优化设计的网格计算方法研究(No.10772042)”,国家863科技计划项目“新药研发网(No.2006AA01A124)”和《国家重点基础研究发展规划》项目“蛋白质动态行为和相互作用模拟新方法研究(No.2009CB918501)”的资助。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R341

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张光亚;方柏山;;基于氨基酸组成分布的嗜热和嗜冷蛋白随机森林分类模型[J];生物工程学报;2008年02期
2 武晓岩;李康;;随机森林方法在基因表达数据分析中的应用及研究进展[J];中国卫生统计;2009年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张骥;;药学教育中应加强结构化学的教学[J];大学化学;2008年06期
2 吴晓敏;薛书蕾;张海军;王光利;;计算机辅助药物设计教学改革与探索[J];安徽农学通报(上半月刊);2013年03期
3 王震平;牛雪平;李国祥;;羟基-苯磺酰胺类化合物构效关系的量子化学研究[J];化学与生物工程;2010年11期
4 郑会勤;魏冬青;;乙酰胆碱酯酶抑制剂的筛选与合理优化设计[J];河南师范大学学报(自然科学版);2011年01期
5 王腾;蔡文生;邵学广;;环糊精的理论计算[J];化学进展;2010年05期
6 胡扬;年晓红;;代谢计算在分子稳定性分析中的应用[J];计算机工程与科学;2011年11期
7 郝艳丽;陈向阳;柯霞芳;巨修练;;两类促肾上腺皮质释放因子(CRF)抑制剂的CoMFA研究[J];计算机与应用化学;2006年09期
8 王珍菊;程瑾;;GABA_A/BZ受体激动剂4-喹啉酮衍生物的DISCOtech及CoMFA研究[J];计算机与应用化学;2008年10期
9 陈凝木子;黄齐茂;郭嘉;池汝安;吴元欣;巨修练;;黄酮类化合物的3D-QSAR研究[J];计算机与应用化学;2009年02期
10 葛慧华;罗靖;张光亚;;以序列特征值预测酶和非酶蛋白及内含肽[J];计算机与应用化学;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张涛;李贞子;武晓岩;李康;;随机森林回归分析方法及在代谢组学中的应用[A];2011年中国卫生统计学年会会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱蓓蓓;溴化锂水溶液微观特性的分子动力学研究[D];大连海事大学;2010年
2 王健聪;生物医药产业发展规律与政策研究[D];华中师范大学;2011年
3 汪毅;基于语义的服务流程复用技术研究[D];上海交通大学;2012年
4 张辉;苯氧丙胺类化合物的合成及对胃溃疡大鼠胃粘膜EGF和EGFR表达的影响[D];东北大学;2009年
5 周小平;4,5-二芳基噁唑类非甾体抗炎药物的设计、合成及其生物活性的研究[D];吉林大学;2005年
6 吕文娟;构效关系及CE新体系的研究与应用[D];兰州大学;2008年
7 康玲;药物分子对接优化模型与算法研究[D];大连理工大学;2009年
8 徐俊杰;小分子人源抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶的研究[D];吉林大学;2009年
9 张岚翠;67LR介导的EGCG,YIGSR对前列腺癌细胞PC-3细胞毒性的影响及其分子机制[D];浙江大学;2009年
10 董洁;基于模拟体系定量构效(QSAR)与传质模型和动力学分析的黄连解毒汤超滤机理研究[D];南京中医药大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王超楠;计算机辅助流感病毒药物神经氨酸酶抑制剂的筛选与设计[D];河南师范大学;2010年
2 刘根炎;烟碱乙酰胆碱受体的分子模拟[D];武汉工程大学;2010年
3 闫玉莲;整合素拮抗剂分子对接及定量构效关系研究[D];大连理工大学;2011年
4 孙杨;ACE抑制肽的微波合成、活性及分子对接研究[D];大连理工大学;2011年
5 惠娜;近红外光谱分析技术在党参及复方丹参片质量控制中的应用[D];兰州大学;2011年
6 吴文;新型大环结构的激酶抑制剂的设计、合成及其生物活性研究[D];中南大学;2011年
7 马贯军;新型四氢异喹啉类乙酰胆碱酶抑制剂的虚拟筛选与关键中间体的合成[D];中南大学;2011年
8 蒋司同;黄酮类化合物抗氧化活性和苯胺/酚类化合物毒性的构效关系研究[D];南华大学;2011年
9 杨挺;氨基喹啉类生物碱和苯磺酰脲衍生物生物活性的QSAR研究[D];南华大学;2011年
10 董本祥;典型海洋活性生物碱的QSAR研究[D];宁波大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 贾富仓,李华;基于随机森林的多谱磁共振图像分割[J];计算机工程;2005年10期
2 张光亚;方柏山;;基于二肽组成识别嗜热和常温蛋白的研究[J];生物工程学报;2006年02期
3 许慧琳;张文彤;赵耐青;姜庆五;;影响H5N1甲型流感病毒对哺乳动物毒力变异的HA序列关键位点研究[J];复旦学报(医学版);2006年05期
4 施建宇;潘泉;张绍武;程咏梅;;基于氨基酸组成分布的蛋白质同源寡聚体分类研究[J];生物物理学报;2006年01期
【相似文献】
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1 林宏;孙忠;;运用移动平均比率法预测门诊人次[J];天津医科大学学报;2006年03期
2 高世同;刘建平;张仁利;耿艺介;黄达娜;吴少庭;;疟疾疫情预测GM(1,1)灰色模型的建立与应用效果分析[J];中国病原生物学杂志;2007年05期
3 赵艳辉;张丰菊;;白内障术后视功能预测的研究进展[J];大连医科大学学报;2007年05期
4 李玲;王培承;马宝銮;李向云;;应用灰色模型预测围产儿出生缺陷发病趋势[J];中国医院统计;2008年01期
5 田敬霞;张景祥;陈子江;;应用人工神经网络预测胎儿体重的研究[J];现代妇产科进展;2008年03期
6 梁瑾;王靖飞;;B细胞表位预测方法研究进展[J];生命科学;2009年02期
7 李永红;林玫;董柏青;黄君;;ARIMA模型在细菌性痢疾预测中的应用[J];现代预防医学;2010年07期
8 张抚顺,袁聚祥,韩向午;煤工尘肺患病趋势预测方法的比较[J];中国煤炭工业医学杂志;1998年03期
9 王学全;相关分析和预测方法在科研管理中的应用[J];市场研究;1998年01期
10 赵耘,刘国莉;早产的病因及预测方法的新进展[J];中国妇产科临床杂志;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁光彬;王治昆;赵林明;翟传仁;;包络预测方法及其在电力负荷预测中的应用[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
2 朱美琳;陈安;;航空服务成本预测的支持向量机方法研究[A];2004年中国管理科学学术会议论文集[C];2004年
3 雷向杰;;月平均气温客观集成预测方法研究[A];第28届中国气象学会年会——S5气候预测新方法和新技术[C];2011年
4 钟玲文;郑玉柱;员争荣;雷崇利;张慧;;煤在温度和压力综合影响下的吸附性能及其未知区煤层气含量的预测方法[A];煤田地质与可持续发展——中国煤炭学会、中国地质学会煤田地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
5 冯国昌;耿媚;杜素周;孙思先;;预测方法在无功动态补偿中的应用及仿真[A];2001中国钢铁年会论文集(下卷)[C];2001年
6 邵学栋;;生产类开发建设项目土壤流失量预测方法探讨[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年
7 吴卫平;;基于经济计量模型的动态仿真预测方法[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
8 白敏植;王志勇;;科技进步对经济增长贡献率的预测方法研究[A];中国现场统计研究会第九届学术年会论文集[C];1999年
9 蒋海峰;魏学业;张屹;;基于加权一阶局域法的短时交通流量预测的研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
10 顾红军;李汉秋;殷克功;;跑道剩余寿命预测[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 易倍生;股民需要全新的预测方法[N];山西经济日报;2002年
2 英信;心脏病预测方法将变得更简便[N];医药经济报;2003年
3 ;世界经济预测机构及其预测方法[N];北京科技报;2002年
4 杨钢作坊 言寺;简单一点好[N];现代物流报;2007年
5 马樊;怎样进行市场预测[N];山西科技报;2003年
6 白毅;我国计算生物学研究取得重要进展[N];中国医药报;2007年
7 本报记者 俞家骅 采写;技术分析在黄金市场中的应用[N];中国黄金报;2007年
8 惠欣;矿产品市场调查供需分析和预测方法(上)[N];中国冶金报;2003年
9 惠欣;矿产品市场调查供需分析和预测方法(下)[N];中国冶金报;2003年
10 信息产业部电信研究院规划设计研究所 张志强;做好网络规划夯实3G基础[N];人民邮电;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱智军;蛋白质结合位点预测方法研究与应用[D];大连理工大学;2012年
2 郭建秀;蛋白质折叠速率预测方法研究[D];电子科技大学;2011年
3 倪同和;道路交通规划关键指标预测方法研究[D];吉林大学;2011年
4 吕健;CALYPSO晶体和团簇结构预测方法及应用[D];吉林大学;2013年
5 侯贻栋;山东省高速公路养护维修工程量预测方法研究[D];长安大学;2012年
6 柳成林;拖曳锚在海床土中的运动模型及运动轨迹的理论预测方法[D];天津大学;2012年
7 曹隽喆;基于机器学习的多定位点蛋白质亚细胞定位预测方法研究[D];大连理工大学;2013年
8 张莹;在线新闻评论的情感分析研究[D];南开大学;2013年
9 席剑辉;混沌时间序列的长期预测方法研究[D];大连理工大学;2005年
10 陈梅香;基于SVM和GIS的梨小食心虫预测系统的研究[D];北京林业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑顺香;上市公司财务困境预警模型实证分析[D];天津大学;2006年
2 莫旭;预测方法在粮食行业的应用[D];吉林大学;2004年
3 程义菊;电梯交通流预测方法的研究[D];天津大学;2004年
4 戴珺晶;江苏省专利产出与专利战略分析[D];南京财经大学;2006年
5 郭亚楠;基于神经网络的软岩巷道变形预测研究[D];河北工程大学;2007年
6 杨莉;W公司手机市场销量预测分析[D];华中科技大学;2006年
7 时盛春;城镇建设用地需求量预测方法研究[D];昆明理工大学;2008年
8 姜松;基于Bp神经网络的中国贸易增长与环境损害预测研究[D];云南财经大学;2009年
9 于艳红;企业物流人才需求预测及人力资源开发研究[D];吉林大学;2009年
10 孙慧慧;山东省沿海渔港布局研究[D];中国海洋大学;2009年
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