近年來(lái),冷凍電子顯微鏡技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是硬件設(shè)備如直接電子探測(cè)器的技術(shù)突破、軟件算法如最大似然估計(jì)、貝葉斯思想的應(yīng)用,在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域不斷有利用冷凍電鏡探測(cè)得到的高分辨率結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。冷凍電鏡具有對(duì)樣品制備相對(duì)簡(jiǎn)單、樣品損傷小、樣品能夠保持在水溶液中的狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn),使得探測(cè)得到結(jié)構(gòu)清晰且包含分子動(dòng)力學(xué)信息,成為繼X射線晶體衍射、核磁共振等方法后另一廣受?chē)?guó)內(nèi)外歡迎的結(jié)構(gòu)生物學(xué)探測(cè)方法。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,冷凍電鏡領(lǐng)域出現(xiàn)了多款冷凍電鏡圖像處理工具包,部分工具包涵蓋了冷凍電鏡圖像處理過(guò)程中的完整計(jì)算流程,在高性能計(jì)算機(jī)的支持下能夠在短時(shí)間內(nèi)得到數(shù)據(jù)的處理結(jié)果,使得提高重建準(zhǔn)確性的算法研究十分重要。由于樣品冷凍前存在于水溶液中,使得樣品在溶液中的構(gòu)象不均一,并且存在擾動(dòng)情況,這對(duì)冷凍電鏡成像數(shù)據(jù)的重建造成了困擾。樣品在水溶液中的運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致重建后運(yùn)動(dòng)部分分辨率低下,無(wú)法觀察到具體的生物學(xué)特征。計(jì)算機(jī)技術(shù)以及人工智能的發(fā)展,使得分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)無(wú)論在規(guī)模上還是準(zhǔn)確率上都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。本文結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)分析,提出了一種可行的有參考三維分類(lèi)方法。旨在以動(dòng)力學(xué)模擬的方式獲得樣品的先驗(yàn)信息,得到大分子體系中... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 結(jié)構(gòu)生物學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 冷凍電鏡發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 冷凍電鏡取得的成果
        1.2.2 冷凍電鏡設(shè)備的發(fā)展
        1.2.3 冷凍電鏡算法的發(fā)展
    1.3 主要工作
第二章 冷凍電鏡三維重構(gòu)
    2.1 冷凍電鏡三維重構(gòu)方法
        2.1.1 投影切片定理
        2.1.2 弱相對(duì)逼近
        2.1.3 貝葉斯應(yīng)用
    2.2 冷凍電鏡圖像處理主要流程
        2.2.1 數(shù)據(jù)獲取
        2.2.2 CTF估計(jì)和矯正
        2.2.3 顆粒挑選
        2.2.4 二維分類(lèi)
        2.2.5 初始模型生成
        2.2.6 三維分類(lèi)
        2.2.7 三維模型重建
        2.2.8 分辨率分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 冷凍電鏡三維分類(lèi)
    3.1 冷凍電鏡多結(jié)構(gòu)細(xì)化三維分類(lèi)
        3.1.1 多參考模型
        3.1.2 期望最大化算法
        3.1.3 快速傅里葉空間插值
        3.1.4 分類(lèi)主要流程
    3.2 冷凍電鏡有參考三維分類(lèi)
        3.2.1 彈性網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.2 馬爾可夫狀態(tài)模型
        3.2.3 分類(lèi)主要流程
    3.3 本章小結(jié)
第四章 分類(lèi)準(zhǔn)確度影響因素
    4.1 模擬數(shù)據(jù)生成
    4.2 不同因素對(duì)分類(lèi)準(zhǔn)確度的影響
        4.2.1 信號(hào)強(qiáng)度對(duì)分類(lèi)效果的影響
        4.2.2 模型差異對(duì)分類(lèi)效果的影響
        4.2.3 與無(wú)監(jiān)督分類(lèi)對(duì)比
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
    1 作者簡(jiǎn)歷
    2 參與的科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況
    3 發(fā)明專(zhuān)利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]X射線自由電子激光的原理和在生物分子結(jié)構(gòu)測(cè)定研究中的應(yīng)用[J]. 時(shí)盈晨,劉海廣.  物理. 2018(07)
[2]冷凍電子顯微鏡:生物大分子精細(xì)結(jié)構(gòu)分析的利器[J]. 吳趙龍,毛有東.  科學(xué)通報(bào). 2017(36)
[3]cryoSPARC軟件:生物大分子冷凍電子顯微鏡三維重構(gòu)技術(shù)的最新進(jìn)展[J]. 蘇曉東,高寧.  中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2017(03)
[4]冷凍電鏡單顆粒技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀與未來(lái)[J]. 黃嵐青,劉海廣.  物理. 2017(02)



本文編號(hào)：3161916