收藏本站
《上海大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

蛋白质相互作用网络的数值研究

谢江  
【摘要】: 随着人类基因组测序工作的初步完成,生物信息学这一新兴交叉学科得以孕育和发展,并成为生物学、计算机科学及应用数学等多种学科研究的热点和重大前沿领域之一,也是21世纪自然科学的核心领域之一。“后基因组时代”面临的更多挑战来自于对蛋白质组学的研究,这是因为蛋白质组学能更为深入地揭示生命现象的本质,从蛋白的相互作用关系与功能上回答生命过程的规律,而目前人们对它还缺乏有效的研究手段。本论文将计算机科学应用于蛋白质组学,以生物信息学的方法研究蛋白质的相互作用网络。 本论文以蛋白质相互作用网络为对象,在基于Web Service的生物信息学问题求解平台PSE-BioServer上,以跨物种网络搜索的方法,研究了酵母、果蝇和人类等不同物种间蛋白质相互作用网络的相似性,以认知蛋白质相互作用的意义,预测蛋白质的功能和相互作用,获取生物进化过程中的保守信息,并将相似网络中反映的信息作为进一步研究和治疗疾病的参考。 本论文的创新性工作主要有四个方面: (一)在充分了解PathBLAST、MNAligner等目前已有的生物分子网络比对相关算法的基础上,本文针对蛋白质相互作用网络的特点,提出了直接邻居优先算法(Immediate Network Neighbors Preference Method,INPM),实现了蛋白质相互作用网络的跨物种搜索。该算法强调蛋白质相互作用网络的生物意义,降低了因原始信息缺失带来的误差。实验结果表明由该算法搜索到的网络比由NBM、PathBLAST及MNAligner等同类算法得到的网络具有和目标子网更高的相似性,而且随着目标子网的规模的增大,INPM算法的计算速度普遍高于同类算法。 (二)为了满足作为复杂网络的生物分子网络中大规模数据和多物种网络的计算要求,本论文研究INPM算法的并行处理策略,在工作站机群上实现了相应的并行算法,从而解除了对目标子网的网络规模的限制。经测试,该并行算法具有良好的加速比和可扩展性。通过INPM算法对酵母和果蝇的蛋白质相互作用网络的研究,论文提出了19条保守的蛋白质相互作用,预测了5条还未被收录的蛋白质相互作用。并根据基因本体论从生物信息学的角度预测了15个蛋白质的新功能。 (三)不同于以往在基因水平的对单个分子的研究,本论文设计实验从蛋白质组学的水平,用数值方法研究果蝇帕金森病模型生物实验的数据,分析果蝇帕金森病相关的蛋白质相互作用网络,以探讨人类帕金森病发病的分子机制,这对帕金森病的研究是个全新的思路。论文讨论了果蝇和人类与帕金森病相关的蛋白质相互作用网络中的主要分区,部分分区的功能验证了已有文献中对帕金森病发病诱因的分析;预测了可能和帕金森病有密切关系的新蛋白CG2233的功能;列出了21个与α-synuclein及差异表达蛋白有直接相互作用的蛋白质,为人类帕金森病药物设计靶点的筛选提供了参考。 (四)本文初步构建了基于Web Service的面向生物信息学的问题求解平台PSE-BioServer。PSE-BioServer上集成了蛋白质相互作用网络搜索工具,为实现资源共享、协同工作,并提供易用的高性能计算环境打下基础。该平台的开发将有效地解决人们用传统的方法研究生物信息学的时候遇到的问题。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q51

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 毛国勇;张晓斌;谢江;;基于Web的PSE-Bio交互式可视化[J];计算机工程与应用;2010年31期
2 赵志康;谢江;李松倍;张武;;基于Web Service的蛋白质相互作用网络PSE[J];计算机工程与设计;2009年18期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杜秀全;基于智能计算的蛋白质相互作用预测方法研究[D];安徽大学;2010年
2 王占一;Web文本挖掘中若干问题的研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 夏艳军;蛋白质相互作用数据库系统的构建及其应用[D];湖南农业大学;2010年
2 李寅珠;基于蛋白质相互作用网络的代谢pathway预测[D];天津师范大学;2012年
3 嘉泽宁;基于最短路径的关键蛋白质预测方法研究[D];山西大学;2012年
4 田建芳;PPI网络的群智能信息流模型与算法研究[D];陕西师范大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 唐志敏;网格技术专题介绍[J];计算机研究与发展;2002年08期
2 都志辉;李三立;陈渝;刘鹏;黄震春;何川;方兴;;网格计算及其原型实现研究[J];计算机科学;2002年08期
3 孙景春;徐晋麟;曹建平;刘琪;郭晓奎;石铁流;李亦学;;钩端螺旋体蛋白质相互作用网络预测与系统分析[J];科学通报;2006年09期
4 蒋雄飞;杨洁;王炜;;Alzheimer’s疾病相关蛋白质相互作用网络构建及其相互作用预测[J];南京大学学报(自然科学版);2006年05期
5 曹建平,马义才,李亦学,石铁流;计算方法在蛋白质相互作用研究中的应用[J];生命科学;2005年01期
6 王丹晨;于珊珊;刘巍峰;陈冠军;;α-Synuclein蛋白聚集状态与帕金森病形成[J];中国生物化学与分子生物学报;2006年08期
7 朱新宇,沈百荣;预测蛋白质间相互作用的生物信息学方法[J];生物技术通讯;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴俊;邓宏钟;朱大智;谭跃进;;蛋白质相互作用网络的度秩函数与度分布[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 梁治;蛋白质相互作用网络的比较生物学分析及其应用[D];中国科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴宝金,茅慧华,李厚达;ENU诱变在功能基因组研究中的应用[J];癌变.畸变.突变;2004年01期
2 朱俊峰;浅析网格技术在电大在线平台中的应用[J];安徽广播电视大学学报;2005年03期
3 夏阳,陆余良,刘金红;基于拓扑图的网络脆弱性评估[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
4 赵生慧,陈桂林;基于网格技术的校园网资源共享探讨[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年04期
5 周巧婷,师海燕;网格资源管理分层模型及其在Globus中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2005年01期
6 万芳;李明;;基于Agent技术的网格资源管理[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
7 高原;李兵;李宏芒;;基于服务网格的农业信息化共享平台的研究[J];安徽科技;2006年11期
8 王勇;陈克平;姚勤;;系统发生分析软件PAUP和TreePuzzle使用方法介绍[J];安徽农业科学;2008年02期
9 王德信;;分子标记技术在中药天麻研究中的应用[J];安徽农业科学;2009年28期
10 王勇;陈克平;姚勤;;系统发生分析程序MrBayes 3.1使用方法介绍[J];安徽农业科学;2009年33期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李雄;党生;;基于网格的复杂战争系统仿真研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 胡扬;桂卫华;;人工代谢技术在医药领域中的应用研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 刘云生;张传富;张童;查亚兵;;基于网格的分布式仿真研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
4 王晨晖;肖永浩;;基于多约束图剖分的冲击-接触问题区域分割算法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 费广磊;马天宝;宁建国;郝莉;;基于MPI的三维爆炸与冲击问题的动态并行研究[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
6 张磊;张国新;;基于重叠区域分解思想的有限元程序并行化研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
7 李科;游雄;杜卫国;;地理信息服务网格关键技术研究[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
8 王锐;马德涛;刘晓辉;;基于网格的空间数据挖掘研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
9 吕蓬;梁晓燕;李磊;李强;;网格GIS在数字城市中的研究和应用[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
10 秦宇强;冯秀芳;余雪丽;;网格计算中保证QoS的Agent技术[A];全国ISNBM学术交流会暨电脑开发与应用创刊20周年庆祝大会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨嵘;关于高密度脂蛋白和甘油三脂的分子遗传学研究[D];华中科技大学;2010年
2 徐红林;基因调控网络的建模及其结构分解方法研究[D];江南大学;2010年
3 杜方;复杂网络系统间相似性识别及其应用[D];浙江大学;2010年
4 徐兆华;基因芯片数据统合分析方法的若干拓展[D];浙江大学;2010年
5 戴小鹏;知识网格及其在农业生物灾害预警中关键技术研究[D];湖南农业大学;2010年
6 高翠芳;模糊聚类新算法及应用研究[D];江南大学;2011年
7 刘昕;基于IPv6的智能交通信息采集与处理方法[D];吉林大学;2011年
8 刘晨光;氧化还原电位调控的高浓度乙醇发酵及其机理研究[D];大连理工大学;2011年
9 王立鹏;特征提取及分类算法在膜蛋白分类预测问题中的应用[D];兰州理工大学;2010年
10 刘念;三种蝗虫线粒体基因组测序与直翅目比较线粒体基因组学分析[D];陕西师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱圣鑫;并行GPBiCG(m,l)算法与预处理技术[D];中国工程物理研究院;2010年
2 吕信;激光能量沉积光路追踪法及其并行化[D];中国工程物理研究院;2009年
3 王欢;基于网格制造的焊接车间信息集成系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 盖鲁燕;基于有机计算的网格系统QoS衰退问题关键技术的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
5 裴国庆;基于语义的异构数据库集成研究[D];广西师范学院;2010年
6 张杰;基于支持向量机和蛋白质全序列的蛋白质—蛋白质相互作用预测[D];郑州大学;2010年
7 赵甜;基于最优竞胜标的网格资源市场优化研究[D];郑州大学;2010年
8 吕俊杰;真核基因剪接位点识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张涛;基于离散点云的三维重建研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郑硕;一种新的非集中副本一致性服务模型[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张琪;手机短信:第五媒体的崛起[J];传媒;2005年01期
2 秦志光;罗琴;张凤荔;;一种混合的垃圾邮件过滤算法研究[J];电子科技大学学报;2007年03期
3 孙宇;贾凌云;任军;;蛋白质相互作用的研究方法[J];分析化学;2007年05期
4 谭璐;姜璐;;系统生物学与生物网络研究[J];复杂系统与复杂性科学;2005年04期
5 章忠志;周水庚;方锦清;;复杂网络确定性模型研究的最新进展[J];复杂系统与复杂性科学;2008年04期
6 王正华;董蕴源;王勇献;;蛋白质相互作用网络的几种聚类方法综述[J];国防科技大学学报;2009年04期
7 张丽苹,霍克克;蛋白质相互作用研究技术进展[J];高技术通讯;2003年11期
8 李敏;陈建二;王建新;;基于最短路径的蛋白质相互作用网络拓扑分析[J];高技术通讯;2009年01期
9 司英健;蛋白质组学研究的内容、方法及意义[J];国外医学.临床生物化学与检验学分册;2003年03期
10 舒兴明;用最短路径法求关键路线及其SAS的实施[J];广西大学学报(自然科学版);2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳文;信号Pathway预测方法研究[D];吉林大学;2011年
2 郑山红;信号转导pathway重构和组成要素识别方法研究[D];吉林大学;2011年
3 宋枫溪;自动文本分类若干基本问题研究[D];南京理工大学;2004年
4 张忠平;基于约束的XML数据库模式规范化研究[D];复旦大学;2004年
5 詹川;反垃圾邮件技术的研究[D];电子科技大学;2005年
6 李荣陆;文本分类及其相关技术研究[D];复旦大学;2005年
7 毛勇;基于支持向量机的特征选择方法的研究与应用[D];浙江大学;2006年
8 王秀娟;文本检索中若干问题研究[D];北京邮电大学;2006年
9 李伟红;基于支持向量机的人脸特征选择及识别研究[D];重庆大学;2006年
10 梁治;蛋白质相互作用网络的比较生物学分析及其应用[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏有丽;一种改进的划分聚类算法及其在集群环境下的并行化研究[D];兰州大学;2011年
2 刘彬彬;大规模蛋白质相互作用网络复合物挖掘算法研究[D];中南大学;2011年
3 江叶婵;手机阅读内容研究[D];安徽大学;2011年
4 何任高;基于极大熵聚类算法的蛋白质互作分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 曹建平;生物信息学方法研究蛋白质相互作用[D];电子科技大学;2005年
6 罗军珍;XML在关系数据库中存储方法的研究[D];重庆大学;2005年
7 胡海波;复杂网络拓扑结构的研究[D];西安理工大学;2006年
8 苏力华;基于向量空间模型的文本分类技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 邵壮超;基于多分类器组合的蛋白质—蛋白质相互作用位点预测研究[D];西北工业大学;2006年
10 赵一雪;基于XML数据库的数据查询优化的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 彭利红;刘海燕;唐启涛;;蛋白质相互作用预测方法研究进展[J];计算机光盘软件与应用;2012年18期
2 李娟娟;陈月辉;;蛋白质相互作用研究方法的分析[J];信息技术与信息化;2012年05期
3 谢江;王旻超;易荣贵;夏上云;张武;;CPSE-Bio:基于云计算的生物问题求解环境[J];上海大学学报(自然科学版);2013年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 夏艳军;蛋白质相互作用数据库系统的构建及其应用[D];湖南农业大学;2010年
2 田建芳;PPI网络的群智能信息流模型与算法研究[D];陕西师范大学;2012年
3 张炜刚;基于Web的电网运行状态可视化关键技术研究[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 朱新宇,沈百荣;预测蛋白质间相互作用的生物信息学方法[J];生物技术通讯;2004年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈龙;朱化彬;沙里金;王栋;王宗礼;程金华;郝海生;杜卫华;;蛋白质组学数据库建设的研究进展[J];畜牧与兽医;2008年08期
2 杨彩娥;匡铁吉;;蛋白质组学研究技术及进展[J];武警医学;2007年01期
3 孙青菊;焦炳华;;线粒体蛋白质组学[J];生命的化学;2008年05期
4 孙爱华;姜颖;贺福初;;线粒体蛋白质表达谱的研究进展[J];遗传;2006年10期
5 ;《基因组研究手册》——基因组学、蛋白质组学、代谢组学、生物信息学、伦理和法律问题(翻译版)[J];科学通报;2009年10期
6 ;科学出版社新书推介(2009-03)[J];微生物学报;2009年06期
7 王英超;党源;李晓艳;王兴龙;;蛋白质组学及其技术发展[J];生物技术通讯;2010年01期
8 张根连;范术丽;宋美珍;庞朝友;喻树迅;;植物蛋白质组学技术研究进展[J];生物技术通报;2011年07期
9 王阳梦;董银卯;何聪芬;;蛋白质组学核心技术研究进展[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年04期
10 刘东;;蛋白质组学及其研究进展[J];中山大学研究生学刊(自然科学、医学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋智钢;吴聪明;张万江;沈建忠;;蛋白质组学及其在细菌耐药性研究中的应用[A];中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十次研讨会论文摘要集[C];2009年
2 葛剑徽;李成;谢迅雷;;生物信息学发展现状与前景展望[A];2008年中华临床医学工程及数字医学大会暨中华医学会医学工程学分会第九次学术年会论文集[C];2008年
3 果德安;;蛋白质组学技术在中药研究中的应用[A];中医药中青年科技创新与成果展示论坛论文集[C];2009年
4 果德安;;蛋白质组学技术在中药研究中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
5 孙瑞祥;付岩;张京芬;李德泉;王海鹏;蔡津津;王晓彪;曾嵘;贺思敏;高文;;蛋白质组质谱信息处理的关键算法研究[A];中国蛋白质组学第三届学术大会论文摘要[C];2005年
6 王静;葛晓慧;郭红燕;熊光武;韩劲松;张璐芳;张小为;;早期和晚期卵巢癌蛋白质组学的初步研究[A];中华医学会第一届全球华人妇产科学术大会暨第三次全国妇产科中青年医师学术会议论文汇编[C];2007年
7 顾国浩;蒋敏;;肿瘤蛋白质组学的研究方法学比较[A];中华医学会第七次全国检验医学学术会议资料汇编[C];2008年
8 徐丽敏;;中医证候的蛋白质组研究[A];中华中医药学会皮肤科分会第五次学术年会;全国中医、中西医结合皮肤病诊疗新进展高级研修班论文集[C];2008年
9 洪桢;刘军;丁健青;陈生弟;;磷酸化修饰的蛋白质组学研究揭示胶质细胞源性神经营养因子下游信号分子[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年
10 孙伟;李伏欣;高友鹤;;二级质谱鉴定多肽的生物信息学质量控制[A];中国蛋白质组学第三届学术大会论文摘要[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 吴月辉;蛋白质组学在美逐步形成市场[N];新华每日电讯;2001年
2 ;抓紧蛋白质组学的研究[N];中国医药报;2002年
3 黎明;科学新宠——蛋白质组学[N];医药经济报;2001年
4 前线;蛋白质组学产业正逐渐形成[N];中国经营报;2001年
5 麦国荣;蛋白质组学[N];中国医药报;2001年
6 王雪飞 吴志军;首建人类器官蛋白质组“蓝图”[N];健康报;2006年
7 特约记者 郝成涛 记者 于春光;为肿瘤疾病的防治研究开辟新途径[N];解放军报;2009年
8 李平平 申竹芳;蛋白质组学提速糖尿病学研究[N];中国医药报;2006年
9 本报特约记者 吴志军 郝成涛;为科学攀登搭建精神高地[N];解放军报;2010年
10 阳光;中科院大连化物所为蛋白质组学研究提供新方法[N];中国医药报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢江;蛋白质相互作用网络的数值研究[D];上海大学;2008年
2 张晓丽;几种舌苔蛋白组学初步研究[D];湖北中医学院;2008年
3 李旭东;高恶性膀胱移行细胞癌与相应正常上皮比较蛋白质组学的初步研究[D];天津医科大学;2006年
4 吴松锋;蛋白质组表达谱基本生物信息学研究及全蛋白质组等电点分布研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
5 刘小丽;重型肝炎血清的蛋白质指纹图谱研究[D];浙江大学;2005年
6 刘军莲;高脂血症及动脉粥样硬化痰瘀证候的蛋白质组学研究[D];中国中医科学院;2006年
7 张波;脑梗死后自体神经干细胞原位激活及其蛋白质组学的实验研究[D];中国协和医科大学;2005年
8 缪勇;蛋白质组学技术在细胞生物学研究中的应用[D];中国科学技术大学;2006年
9 丁力;喜树碱诱导SMMC-7721肝癌细胞的蛋白质组学研究[D];第二军医大学;2008年
10 李强;白癜风相关黑素细胞膜抗原的分析及鉴定[D];第四军医大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑小莉;ONO-AE-248诱发中性粒细胞非凋亡性程序化死亡的蛋白质组学研究[D];泸州医学院;2006年
2 肖智权;帕金森病相关蛋白质相互作用网络的构建[D];中南大学;2008年
3 韦涌涛;应用SELDI-TOF质谱技术筛选直肠癌病人血清中特异性生物标志物[D];青岛大学;2007年
4 张红媛;儿童结核性脑膜炎脑脊液蛋白质组学的初步研究[D];中南大学;2007年
5 曹洪祥;甜菜M14品系花器官特异表达蛋白质的研究[D];黑龙江大学;2009年
6 王利;基于支持向量机血清蛋白质指纹图谱模型在甲状腺癌诊断中应用研究[D];郑州大学;2006年
7 黄江丽;苏云金杆菌三个亚种和两个工程菌株杀虫晶体蛋白的比较蛋白质组研究[D];湖南师范大学;2006年
8 龙强;龙眼(Dimocarpus longan Lour.)成花逆转蛋白质组学的初步研究[D];福建农林大学;2006年
9 周凌燕;甲亢肝阳上亢证大鼠下丘脑和肾上腺组织的蛋白质组学分析[D];中南大学;2007年
10 陈翎;卵巢癌患者血清蛋白指纹图谱检测及其临床意义[D];山西医科大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026