隨著時(shí)代的變遷,人類基因組學(xué)技術(shù)得到了極大的發(fā)展,與此同時(shí),蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)和生物基因數(shù)據(jù)的數(shù)量也大大增加了,越來越多的科學(xué)研究者通過利用不同的數(shù)據(jù)分析方法來處理這些龐大的數(shù)據(jù)。在當(dāng)下這個(gè)人工智能大數(shù)據(jù)時(shí)代下,通過各種算法模型在大量的生物數(shù)據(jù)上進(jìn)行信息的挖掘已經(jīng)成為了一種流行的研究方式。近些年來,機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法技術(shù)在生物信息學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用和研究,并且已經(jīng)取得了一些令人矚目的成績,例如本研究所要進(jìn)行的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測相關(guān)的問題等。本研究基于深度學(xué)習(xí)算法在預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)上開展了一系列的工作,利用深度學(xué)習(xí)算法所預(yù)測得到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),可以有效的為生物專家進(jìn)一步研究蛋白質(zhì)的功能提供技術(shù)支持,所以當(dāng)下的研究重點(diǎn)就是完美的預(yù)測蛋白質(zhì)的多級(jí)結(jié)構(gòu),進(jìn)而通過所預(yù)測的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)來助力蛋白質(zhì)功能的探索。因此,本研究就其中的兩個(gè)重要子問題:蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測和蛋白質(zhì)的殘基接觸預(yù)測,對(duì)預(yù)測方法進(jìn)行了深度學(xué)習(xí)算法模型層面上的探索和研究,提出了有效的相應(yīng)算法預(yù)測模型。本研究的主要工作如下:(1)本研究提出一種端到端融合多次多尺度卷積和多層次雙向長短期記憶網(wǎng)絡(luò)的模型,相較于其它主流基于機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法
        1.2.2 蛋白質(zhì)殘基接觸預(yù)測方法
    1.3 主要研究內(nèi)容及組織架構(gòu)
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 蛋白質(zhì)簡介
        2.1.1 蛋白質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)
        2.1.2 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)
        2.1.3 蛋白質(zhì)的殘基接觸
    2.2 深度學(xué)習(xí)理論
        2.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.2.2 CNN
        2.2.3 LSTM
        2.2.4 Highway Net
        2.2.5 Attention
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于多尺度卷積和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測
    3.1 引言
    3.2 蛋白質(zhì)序列編碼
    3.3 預(yù)測模型整體流程結(jié)構(gòu)及方法
        3.3.1 采用多次多尺度卷積提取序列局部信息
        3.3.2 采用多次雙向LSTM提取序列長程信息
        3.3.3 預(yù)測分類
    3.4 實(shí)驗(yàn)與分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于highway及 attention的蛋白質(zhì)殘基接觸預(yù)測
    4.1 引言
    4.2 預(yù)測模型整體流程結(jié)構(gòu)及方法
        4.2.1 采用基于highway的殘差網(wǎng)絡(luò)提取序列的特征信息
        4.2.2 采用基于highway的殘差網(wǎng)絡(luò)提取融合信息的特征信息
        4.2.3 采用注意力機(jī)制進(jìn)一步提取特征信息
        4.2.4 殘基接觸預(yù)測
    4.3 實(shí)驗(yàn)與分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 工作總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄:作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3801146