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基于几何特征的蛋白质结构相似性研究

王雪平  
【摘要】:蛋白质功能与其空间结构密切相关。蛋白质三维结构相似性研究对蛋白质功能预测具有重要意义,因此己成为领域的研究热点问题之一。蛋白质结构相似性研究通常从物理、化学、几何或混合的角度进行研究。几何特征是描述蛋白质三维结构的重要因素。本文从蛋白质结构划分模式及统计方法、结构的多尺度特征、结构分布的几何特性等方面对蛋白质结构的相似性开展了相关研究。主要工作如下: (1)对扇形划分的特征提取方法进行深入研究,进一步考虑了扇形内部表面点的分布及分布一致性问题,在此基础上采用基于统计的方法改进了蛋白质结构扇形划分模型的蛋白质结构相似性比较方法。实验表明所提出方法的分类准确率优于点个数特征提取方法,由此体现了扇形内部分布所对应的蛋白质结构细节对分类的意义,并初步证实了蛋白质结构的多尺度特性。 (2)研究了蛋白质结构特征的多尺度问题。提出了一个基于小波变换的蛋白质结构多尺度的相似性比较方法。该方法首先把蛋白质映射到一维空间,然后应用小波变换实现结构的多尺度分解,从而得到不同尺度的结构特征。实验结果表明此方法能有效提取蛋白质结构的多尺度特征,在相同维数下,分类效果优于单尺度划分下的点个数方法。 (3)研究了蛋白质结构分布的矩描述方法。对应用3D Krawtchouk矩描述蛋白质结构表面点的分布进行研究,提出一个基于Krawtchouk矩的蛋白质结构相似性比较方法,实验结果表明该方法可以获得较好的检索性能,是一种有前途的方法。


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