国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及在蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

2012-04-29 00:44:03張居曉殷濤孟朝暉
電腦知識(shí)與技術(shù) 2012年1期
關(guān)鍵詞:基團(tuán)

張居曉 殷濤 孟朝暉

摘要:提出了一種新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型——圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該模型以半邊圖理論為依據(jù),用可結(jié)合半邊圖模型表示原子間和原子團(tuán)間相互的結(jié)合作用,從而將對(duì)蛋白質(zhì)的正確折疊起關(guān)鍵作用的大分子相互作用因素和環(huán)境融合進(jìn)圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。此外,針對(duì)全原子計(jì)算量大的缺點(diǎn),在圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中引入基團(tuán),從而在一定程度上減小了計(jì)算量。通過對(duì)模擬蛋白質(zhì)折疊過程中能量變化的分析,實(shí)驗(yàn)表明這種融合了原子間以及原子團(tuán)間作用力的模型是完全可行的。

關(guān)鍵詞:蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè);圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);半邊圖;基團(tuán)

中圖分類號(hào):TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2012)01-0112-04

Architecture of Graph-valued Neural Network and its Application in the Protein Folding Prediction

ZHANG Ju-xiao1,YIN Tao2,MENG Zhao-hui2

(1.Nanjing Technical College of Special Education, Nanjing 210038, China; 2.Computer & Information College of Hohai University , Nanjing 210098, China)

Abstract: Graph-Valued Neural Network is based on the theory of half-link graph, it can not only be used to represent the force be? tween the atoms, but also the force between the atomic groups. Thus, the factors which play a key role in protein folding can be taken into Graph-Valued Neural Network. In addition, given the massive amount of calculation, we also bring“Group”into Graph-Valued Neural Network to reduce the amount of calculation to some extend. After analyzing changes of energy in the process of protein folding simula? tion, we come to a conclusion that the prediction model which combined with the force between the atoms and the force between the atomic groups is feasible.

Key words: Protein Structure Prediction; Graph-Valued Neural Network; Half-Link Graph; Group

僅依賴于蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(氨基酸序列)即可預(yù)測(cè)其二級(jí)甚至三級(jí)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)觀念。這一觀念來源于諾獎(jiǎng)得主Anfinsen[1]提出的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)的學(xué)說。我們目前所見的大多數(shù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的經(jīng)典計(jì)算模型皆是建立在此學(xué)說的基礎(chǔ)上。簡(jiǎn)單說,就是計(jì)算模型的輸入數(shù)據(jù)僅僅為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu),經(jīng)過模型的計(jì)算,輸出為預(yù)測(cè)出的蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)(二級(jí)結(jié)構(gòu)和部分三級(jí)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位構(gòu)型)。但是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究成果早已表明,有許多蛋白質(zhì)并不能自發(fā)折疊成正確的立體結(jié)構(gòu),需要在各種特定的細(xì)胞環(huán)境下并依靠其它生物大分子(包括蛋白質(zhì))的輔助才能形成正確的三級(jí)結(jié)構(gòu)。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的各種模型中,以(數(shù)值型)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法為主,這種模型雖然很成熟,但是不適合表達(dá)蛋白質(zhì)中各原子相互作用,只能用來預(yù)測(cè)二級(jí)結(jié)構(gòu),并且二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)正確率也不高。在這時(shí),α螺旋或β折疊二級(jí)結(jié)構(gòu)只是被視為附加在一級(jí)結(jié)構(gòu)上每個(gè)氨基酸的某種結(jié)構(gòu)特征標(biāo)記,并不考慮氨基酸鏈之間的相互作用關(guān)系及更復(fù)雜的立體相互作用,也就不能表示出蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。因此,目前尚缺乏一種合適的計(jì)算模型用于模擬考慮融合折疊環(huán)境的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。

如果能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)的真實(shí)折疊環(huán)境融合進(jìn)預(yù)測(cè)計(jì)算模型,一定能夠提高蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的正確率,對(duì)蛋白質(zhì)而言,其真實(shí)折疊環(huán)境就是異構(gòu)酶、分子伴侶等因素。抽象而言,所謂蛋白質(zhì)折疊的真實(shí)環(huán)境,實(shí)質(zhì)就是大分子相互作用的環(huán)境。

綜上所述,我們需要一種新的預(yù)測(cè)模型,該預(yù)測(cè)模型要設(shè)計(jì)得適于表現(xiàn)原子之間和原子團(tuán)之間的相互結(jié)合作用,則該模型就能夠模擬大分子相互作用的蛋白質(zhì)真實(shí)折疊環(huán)境,并且該模型以不同層次、不同尺度的原子團(tuán)為計(jì)算單元,則新模型也能夠預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。

1圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型類似,本文所提出的計(jì)算模型也具有輸入、輸出以及學(xué)習(xí)過程三種要素,但該模型與傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻有很大的不同,即網(wǎng)絡(luò)中傳遞的信息類型不同。原有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出包括在其中傳遞的都是數(shù)值類型的信息,這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型既無法考慮原子之間跟原子團(tuán)之間的相互作用,也無法考慮異構(gòu)酶、分子伴侶這些大分子對(duì)蛋白質(zhì)的正確折疊所起的作用,而恰恰正好是這些作用,才是影響預(yù)測(cè)正確率的真正因素,因此,本文設(shè)計(jì)了一種圖值信息,該信息能夠較真實(shí)的模擬蛋白質(zhì)的折疊環(huán)境,而傳遞這種信息的網(wǎng)絡(luò)模型稱之為圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

除了網(wǎng)絡(luò)中信息類型不同之外,兩者神經(jīng)元也有一定區(qū)別。一般的,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其每層中的神經(jīng)元個(gè)數(shù)在進(jìn)行學(xué)習(xí)前都是已經(jīng)確定好了的,但是圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元是以原子為基礎(chǔ)的,也即底層的神經(jīng)元與蛋白質(zhì)中的原子是一一對(duì)應(yīng)的,考慮到每種蛋白質(zhì)所包含的原子數(shù)目不同,因此,圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)輸入前每層中的神經(jīng)元個(gè)數(shù)是不確定的。

1.1輸入預(yù)處理

對(duì)用作生物序列分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言,數(shù)據(jù)輸入的預(yù)處理就是確定采用何種編碼序列的方法把序列(字符串)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)的輸入向量,以便適合問題的解釋。常用的編碼方式為21位的二進(jìn)制數(shù)表示的正交編碼[2],其中20位用于表示20種氨基酸,每種氨基酸都對(duì)應(yīng)了其中某一位為1其它位為0的情況。圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則跟傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不同,其所需的輸入將不再是數(shù)值型的,而是用半邊圖表示的圖值。

1.1.1半邊圖模型

半邊圖模型[3]主要由三個(gè)要素組成:半邊、頂點(diǎn)和邊。半邊是組成頂點(diǎn)的基本元素,一個(gè)半邊屬于某個(gè)頂點(diǎn)且分為不同的半邊類型,半邊與其它的半邊可以相結(jié)合。頂點(diǎn)是組成圖的基本元素,頂點(diǎn)本身由有序的若干個(gè)半邊組成,具有n個(gè)半邊的頂點(diǎn),稱為n度頂點(diǎn)。若兩個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)半邊的類型對(duì)是半邊結(jié)合類型,則這兩個(gè)半邊就可以相結(jié)合,若兩個(gè)半邊已結(jié)合在一起,則兩個(gè)半邊合起來稱為一個(gè)邊。圖1左半部分顯示了兩個(gè)一度頂點(diǎn)的半邊結(jié)合過程。

在實(shí)際的大分子結(jié)構(gòu)中,不同的原子可以跟一個(gè)或多個(gè)原子相結(jié)合,用半邊圖模型表示這種關(guān)系就是n度頂點(diǎn),如上圖右半部分所示,中心頂點(diǎn)表示了一個(gè)碳原子,其四個(gè)半邊分別與不同原子結(jié)合形成四條邊。按照上述規(guī)則,將丙氨酸殘基表示成的半邊圖如圖2所示。

1.1.2基團(tuán)、扭轉(zhuǎn)角

基團(tuán)是由一系列原子構(gòu)成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原子團(tuán)。基團(tuán)內(nèi)部原子相對(duì)位置不變,而基團(tuán)間原子相對(duì)位置是變化的。丙氨酸殘基可以劃分為4個(gè)基團(tuán),在圖3中用虛線框表示,由于殘基兩端的基團(tuán)由兩個(gè)相鄰殘基中原子構(gòu)成,這里分別用SUC、PRE表示后繼、前驅(qū)殘基部分。

扭轉(zhuǎn)角由四個(gè)相鄰原子構(gòu)成,例如上圖中的N-C-C-N構(gòu)成扭轉(zhuǎn)角ψ,C-C-N-C構(gòu)成扭轉(zhuǎn)角φ。扭轉(zhuǎn)角按照其可以旋轉(zhuǎn)的范圍又分為廣義扭轉(zhuǎn)角和狹義扭轉(zhuǎn)角。廣義扭轉(zhuǎn)角位于基團(tuán)間,其取值范圍較大,比如圖3中的φ、ψ、χ1。有些廣義扭轉(zhuǎn)角如果排除受位阻限制以及位置重疊兩種情況的話,可以自由旋轉(zhuǎn)。狹義扭轉(zhuǎn)角則位于基團(tuán)中,取值范圍較小,例如ω,其取值范圍在180°范圍內(nèi)。

本文設(shè)想通過調(diào)整扭轉(zhuǎn)角來模擬蛋白質(zhì)的折疊過程,而有些原子團(tuán)間的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,其形成的扭轉(zhuǎn)角是固定的,我們將這些原子團(tuán)劃分為基團(tuán),這就是基團(tuán)中的扭轉(zhuǎn)角為狹義扭轉(zhuǎn)角的原因。這樣一來,模擬折疊只需調(diào)整廣義扭轉(zhuǎn)角,即基團(tuán)間的扭轉(zhuǎn)角。

1.2計(jì)算模型

計(jì)算模型中主要包括建立力場(chǎng)、扭轉(zhuǎn)角、立體坐標(biāo)、空間碰撞關(guān)系模型,而這些模型之間的關(guān)系如下:

1)扭轉(zhuǎn)角、立體坐標(biāo):兩者是互相確定的關(guān)系。

2)力場(chǎng)、立體坐標(biāo):吸力和斥力的計(jì)算依賴于立體坐標(biāo)。

3)空間碰撞、立體坐標(biāo):空間碰撞的計(jì)算依賴于立體坐標(biāo)。4)力場(chǎng)、扭轉(zhuǎn)角:吸力或斥力推動(dòng)扭轉(zhuǎn)角的調(diào)整需求。

5)空間碰撞、扭轉(zhuǎn)角:空間碰撞約束制約扭轉(zhuǎn)角的調(diào)整。

其中,立體坐標(biāo)是這些關(guān)系的紐帶,但立體坐標(biāo)不唯一,同樣構(gòu)型的蛋白質(zhì)經(jīng)過平移旋轉(zhuǎn)后立體坐標(biāo)就不一樣,而扭轉(zhuǎn)角能夠唯一確定蛋白質(zhì)的構(gòu)型,這也是選擇對(duì)扭轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)整的原因;空間碰撞模型根據(jù)立體位阻、空間重疊以及共價(jià)鍵旋轉(zhuǎn)能障等建立;力場(chǎng)模型由電荷分布模型確定。

計(jì)算模型模擬蛋白質(zhì)折疊的動(dòng)態(tài)聚合過程,總體可以分為模擬折疊系統(tǒng)、構(gòu)型比較系統(tǒng)、學(xué)習(xí)和修正系統(tǒng)三部分,三者間關(guān)系如圖所示。

1.2.1模擬折疊系統(tǒng)

模擬折疊系統(tǒng),將不含立體坐標(biāo)信息的蛋白質(zhì)序列折疊成具有合適空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。初始輸入為一個(gè)長(zhǎng)棍模型,所有的主鏈扭轉(zhuǎn)角(φ、ψ、ω)為180°,其它的側(cè)鏈扭轉(zhuǎn)角(χ1、χ2、etc)從初始庫(kù)中提取,然后按照吸力或斥力推動(dòng)扭轉(zhuǎn)角的調(diào)整,逐漸折疊為一個(gè)合適的立體構(gòu)型,圖5為模擬折疊計(jì)算流程。

1)根據(jù)長(zhǎng)棍模型賦予扭轉(zhuǎn)角初始值;

2)根據(jù)扭轉(zhuǎn)角初值計(jì)算初始立體坐標(biāo);3)根據(jù)當(dāng)前立體坐標(biāo)計(jì)算吸力與斥力;

4)根據(jù)吸力與斥力推算出需要調(diào)整的扭轉(zhuǎn)角并更新扭轉(zhuǎn)角;

5)根據(jù)調(diào)整過的扭轉(zhuǎn)角求出新的立體坐標(biāo);

6)判斷新立體坐標(biāo)是否滿足碰撞模型約束,滿足轉(zhuǎn)8),不滿足轉(zhuǎn)7);7)根據(jù)碰撞模型約束微調(diào)扭轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)5);

8)判斷立體結(jié)構(gòu)是否夠緊密或者不用再調(diào)整,是就停止,否則繼續(xù)轉(zhuǎn)3)。

扭轉(zhuǎn)角更新系統(tǒng):是模擬折疊系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,該系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的吸力和斥力推算出需要調(diào)整的扭轉(zhuǎn)角,并給出調(diào)整量。

對(duì)于小的、球型蛋白質(zhì),基本上是自發(fā)折疊的,而較大的蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)則需要其它蛋白質(zhì)(折疊伴侶)和折疊環(huán)境的輔助。

每一個(gè)扭轉(zhuǎn)角由其一定距離范圍內(nèi)的若干原子間吸力和斥力決定,反過來,每一對(duì)原子間吸力和斥力均推動(dòng)一系列的扭轉(zhuǎn)角的調(diào)整,扭轉(zhuǎn)角和原子間力之間是多對(duì)多的關(guān)系,折疊伴侶和折疊環(huán)境的力關(guān)系也可以體現(xiàn)在其中,這里有很多種變化和選擇,我們要嘗試各種方案,這里是科研的重點(diǎn)。

1.2.2構(gòu)型比較系統(tǒng)

構(gòu)型比較系統(tǒng),模擬折疊出的蛋白質(zhì)與真實(shí)蛋白質(zhì)(從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)中選?。?huì)有不同,將模擬折疊出的構(gòu)型與實(shí)際的構(gòu)型進(jìn)行比較,得出比較結(jié)果。這種比較是結(jié)構(gòu)的比較,需要系統(tǒng)化的方法。

1.2.3學(xué)習(xí)與修正系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)中應(yīng)用最廣的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)模型使用的BP算法其主要思想是將學(xué)習(xí)過程分為3部分:

1)正向傳播,該部分是輸入信號(hào)從輸入層經(jīng)過隱含層傳向輸出層的過程;

2)反向傳播,該部分是根據(jù)期望輸出與實(shí)際輸出的誤差信號(hào)從輸出層經(jīng)隱含層向輸入層逐層修正連接權(quán)值的過程;

3)正向傳播和反向傳播反復(fù)交替直至網(wǎng)絡(luò)最終趨于收斂。

圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)習(xí)和修正系統(tǒng)可以借鑒BP算法中正向與反向傳播這種思想,用構(gòu)型比較的結(jié)果來調(diào)整模擬折疊的過程和參數(shù),調(diào)整的目標(biāo)有參數(shù)模型(比如電荷分布模型)和非參數(shù)模型(比如聚合方式模型,即吸引排斥方式模型)。

2實(shí)驗(yàn)與分析

這里選擇1VII蛋白質(zhì)[4]作為實(shí)驗(yàn)樣本,首先,是因?yàn)樵摰鞍踪|(zhì)有完整的從核磁共振實(shí)驗(yàn)獲得的全部原子坐標(biāo)數(shù)據(jù),主要是包含所有的氫原子,其次,1VII的氨基酸殘基數(shù)不太大,但卻是一個(gè)相對(duì)完整的子域,能夠做完整的力場(chǎng)分析。

將1VII蛋白質(zhì)從自然折疊狀態(tài)(即從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)下載的1VII的原子坐標(biāo)數(shù)據(jù)),逐漸解開成伸展?fàn)顟B(tài)(即最終主鏈上所有的扭轉(zhuǎn)角φ為135°,ψ為225°),得到伸展?fàn)顟B(tài)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),并且獲取9個(gè)中間狀態(tài),加上初始的自然折疊狀態(tài)共11個(gè)狀態(tài),對(duì)應(yīng)得到11組立體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),分別用1VII_0到1VII_10表示。

這里對(duì)于扭轉(zhuǎn)角有三點(diǎn)需要注意的:

1)在生物化學(xué)領(lǐng)域,扭轉(zhuǎn)角φ和ψ的取值范圍為[-180,180],正方向?yàn)轫槙r(shí)針;而在我們的系統(tǒng)中,為了計(jì)算表示的方便,扭轉(zhuǎn)角φ和ψ的取值范圍定為[0,360],正方向?yàn)槟鏁r(shí)針。所以在其它文獻(xiàn)中,對(duì)應(yīng)的伸展?fàn)顟B(tài),扭轉(zhuǎn)角φ為-135°,ψ為135°。

2)對(duì)伸展?fàn)顟B(tài)而言,也并非所有的扭轉(zhuǎn)角φ均為135°,如果有脯氨酸的話,其扭轉(zhuǎn)角φ受脯氨酸環(huán)形結(jié)構(gòu)的制約,達(dá)不到135°,本實(shí)驗(yàn)中,21號(hào)脯氨酸殘基的φ和ψ均不改變,所以,最終的伸展?fàn)顟B(tài)并不完全是一個(gè)長(zhǎng)棍型,在脯氨酸的位置有彎折。

3)其它所有的扭轉(zhuǎn)角φ和ψ按均等過渡的方法,計(jì)算出中間的9個(gè)狀態(tài),側(cè)鏈的各個(gè)扭轉(zhuǎn)角保持不變。

計(jì)算部分的總能量并非蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中所有勢(shì)能的總和,只是有變化的勢(shì)能分量的總和,其它比如同一個(gè)基團(tuán)中的各個(gè)原子之間也有勢(shì)能,還有共價(jià)鍵能,等等,但是同一個(gè)基團(tuán)中的各個(gè)原子之間的相對(duì)位置在折疊過程中沒有變化或只有微小變化,這部分能量在折疊過程中沒有實(shí)質(zhì)性變化,而基團(tuán)之間的位置關(guān)系在折疊過程中有顯著變化,所以我們只考慮基團(tuán)之間的總能量及其變化。

每個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)都可以計(jì)算出其總能量,總能量為所有的兩兩基團(tuán)之間的能量的總合。蛋白質(zhì)1VII共有176個(gè)基團(tuán),則兩兩基團(tuán)之間的能量值的數(shù)量為176*175/2 = 15400個(gè),將這15400個(gè)能量值求和即為該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的總能量。

總能量的意義:這個(gè)值越小,表示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的總吸引力(負(fù)數(shù))越大,總排斥力(正數(shù))越小,可以比較的是,伸展?fàn)顟B(tài)1VII_10的總能量為1139,自然折疊狀態(tài)1VII_0的總能量為987,這中間減小的差值152就是蛋白質(zhì)折疊的目標(biāo)。這個(gè)差值152是由15400個(gè)兩兩基團(tuán)之間能量對(duì)的變化所貢獻(xiàn)的。

圖6基團(tuán)總能量變化

折線圖展示了從自然折疊狀態(tài)在去折疊到達(dá)最伸展?fàn)顟B(tài)過程中,各種中間狀態(tài)中能量的變化情況。除了1VII_2、1VII_3狀態(tài)相較于其他狀態(tài)明顯偏大,其他狀態(tài)基本呈現(xiàn)的是一個(gè)上升的趨勢(shì),也即該過程的逆過程(蛋白質(zhì)折疊)中,各狀態(tài)的能量是下降的趨勢(shì),這點(diǎn)符合蛋白質(zhì)折疊過程的能量變化規(guī)律。從另一方面,也印證了本文引入基團(tuán)這種思想是可行的。

注意,這里對(duì)于出現(xiàn)狀態(tài)1VII_2這種情況需要說明一下,產(chǎn)生這種情況的原因是某些原子過于靠近導(dǎo)致的,當(dāng)原子間距離過近時(shí)無法進(jìn)行調(diào)整,使得計(jì)算出的斥力(正數(shù))過大。解決該問題的方法是在模擬折疊系統(tǒng)中引入碰撞檢測(cè)功能,當(dāng)原子間出現(xiàn)像位置重疊這種情況時(shí)就可以對(duì)其進(jìn)行一定調(diào)整。

3結(jié)束語

該文提出的圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)全新的概念,完全不同于先前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),是對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)用全新方法進(jìn)行預(yù)測(cè)的一次大膽嘗試。其在繼承神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,考慮了原子間的作用力因素,理論上必然可以提高蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的正確率。目前,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了圖值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本框架,并通過模擬蛋白質(zhì)折疊過程對(duì)基團(tuán)間能量變化進(jìn)行初步分析,取得了比較理想的結(jié)果,證明這種引入基團(tuán)并對(duì)扭轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)整的方案是完全可行的。雖然本次實(shí)驗(yàn)取得初步的成功,但整個(gè)體系還有待完善,比如在模擬折疊系統(tǒng)中加入碰撞檢測(cè)機(jī)制,從而更加真實(shí)的模擬蛋白質(zhì)折疊環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

[1] Anfinsen C B. Principles that Govern the Folding of Protein Chains[J]. Science,1973,181: 223-230.

[2] Qian N,Sejnowski T J. Predicting the secondary structure of globular proteins using neural network models[J]. J Mol Bio,1988,202(4): 865-884.

[3]孟朝暉.半邊圖模型之多層次認(rèn)知系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2006,42(30): 28-34.

[4] McKnight C J,Matsudaira P T,Kim P S. NMR structure of the 35-residue villin headpiece subdomain[J]. Nat Struct Biol,1997,4: 180-184.

猜你喜歡
基團(tuán)
一種改性聚異戊二烯橡膠及其制備方法
橡膠科技(2021年9期)2021-04-03 16:05:43
基于基團(tuán)視角下對(duì)有機(jī)物性質(zhì)的再思考
R基團(tuán)篩選技術(shù)用于HDACIs的分子設(shè)計(jì)
一種壓縮耐寒性的特種氫化丁腈橡膠及其制備方法
橡膠科技(2018年3期)2018-02-16 16:29:04
超原子理論計(jì)算基團(tuán)電負(fù)性的研究
芳烴ArCOR的構(gòu)象分析和基團(tuán)對(duì)親電取代反應(yīng)的定位作用
內(nèi)含雙二氯均三嗪基團(tuán)的真絲織物抗皺劑的合成
半亞硝化污泥基團(tuán)內(nèi)N2O產(chǎn)生的微生態(tài)特性
估算烷烴類有機(jī)物同分異構(gòu)體正常沸點(diǎn)的新方法
兩個(gè)含雙磺酸基團(tuán)化合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及熒光性質(zhì)
玉田县| 浮山县| 北流市| 禄丰县| 旺苍县| 偃师市| 定日县| 东港市| 启东市| 苍溪县| 龙胜| 牡丹江市| 韩城市| 张家口市| 望奎县| 黄山市| 绥芬河市| 临邑县| 扬中市| 长子县| 航空| 九寨沟县| 安龙县| 江西省| 天水市| 措勤县| 长岛县| 五台县| 乌兰县| 吴江市| 韶关市| 乌恰县| 茂名市| 逊克县| 伊川县| 西林县| 保山市| 库尔勒市| 巨鹿县| 潞城市| 元朗区|