隨著人類和其他幾個物種基因組計劃的完成,基因圖譜也正式繪制出來,生命科學(xué)進入后基因組時代。人們亟待了解那些數(shù)以億計的基因序列所對應(yīng)的功能是什么。由遺傳學(xué)中心法則可以知道,蛋白質(zhì)是由基因指導(dǎo)合成,而蛋白質(zhì)既是構(gòu)成生命體的主要成分,也是生命活動的主要執(zhí)行者,因此我們可以通過研究蛋白質(zhì)的功能來研究對應(yīng)的基因功能。因為蛋白質(zhì)的功能主要由其三級結(jié)構(gòu)決定,所以蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的研究對于理解基因組數(shù)據(jù)至關(guān)重要。然而,目前只有小部分蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是已知的。因此,如何有效預(yù)測蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)成為計算結(jié)構(gòu)生物學(xué)中一個非常重要且具有挑戰(zhàn)性的問題。目前常用的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測方法是從頭預(yù)測(Ab initio)法。使用從頭預(yù)測方法,可以預(yù)測出大量稱為預(yù)測集的候選蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),但是從預(yù)測得到的預(yù)測集中選擇良好的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是一個難題。在這項工作中,我們設(shè)計了一種基于Contact Map Overlap(CMO)和Graphlet子圖節(jié)點度的相似性從預(yù)測集中選擇近原生蛋白結(jié)構(gòu)的新方法。通過將graphlet擴展到有序圖,并使用引入動態(tài)空位罰分的動態(tài)規(guī)劃算法來選擇最佳的匹配序列,通過定義GR_score來評價兩個蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)之間的相似性。最后,使用集成聚類方法在預(yù)測集中選擇近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),在這里的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)指的是聚類簇的中心結(jié)構(gòu)。實驗表明,與I-TASSER中使用的SPICKER方法相比,本課題中所提出的方法選擇得到的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間具有更好的相似性,也就是說二者之間通過計算得到的相似性分數(shù)值更高。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q51;Q811.4
【部分圖文】：

通過判決基因及其序列，最終達到破譯人類遺傳信息的目的。人類基因組計劃中實質(zhì)的內(nèi)容便是人類基因組的 DNA 序列，人類基因組的計劃開始、爭論的焦點、主要分歧等都是圍繞著基因序列圖譜展開的。2003 年，DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型發(fā)表 50 周年前夕，參與人類基因組計劃的六個國家的領(lǐng)導(dǎo)人簽署文件，在六國科學(xué)家共同發(fā)表聲明之后，宣告人類基因組序列圖譜繪制正式完成。隨著人類基因組計劃的完成，基因工程正式進入了“后基因組時代”�；蛐蛄械墨@得使得人們可以更為準確的了解生物體的奧秘。但是單單從基因序列的角度并不能完整的闡述生物體的功能[1]，主要的原因有兩個：1.生物體的核苷酸序列并不會直接參與生物體的新陳代謝，相反的是，通過圖 1-1 所示的遺傳學(xué)中心法則中[2]，DNA 通過轉(zhuǎn)錄生成 RNA 后，經(jīng)過翻譯以后生成蛋白質(zhì)，最后蛋白質(zhì)通過控制人生物體的新陳代謝來調(diào)控生物體的生命活動，進而表現(xiàn)出基因的遺傳特性。為了更加全面的發(fā)掘生物體自身的變化，了解生命體的衰老過程，知曉疾病的發(fā)病機制就必須從基因的表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)入手。2.由于大量的基因序列信息使得科學(xué)家并不能完成相關(guān)的計算。因此在認識到蛋白質(zhì)對于生物體功能闡述的重要性后，“蛋白質(zhì)組學(xué)”應(yīng)用而生。

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于有序 Graphlet 相似性度量的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)選取蛋白質(zhì)分子的多肽鏈不是線性延伸的，而是具有相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，這是折疊和盤曲特有的。蛋白質(zhì)的生物活性和性質(zhì)主要取決于空間結(jié)構(gòu)的完整性。因此，僅僅確定蛋白質(zhì)分子的氨基酸組成及其排列順序，并不能充分了解蛋白質(zhì)分子的生物活性和理化性質(zhì)。因此就需要得知蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，其空間結(jié)構(gòu)指的是蛋白質(zhì)的二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。

圖 2-1 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)示意圖 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中的規(guī)律重復(fù)，僅限于主鏈原子的排列，不包括肽鏈和側(cè)鏈的其他部分。二級結(jié)構(gòu)主要有 α-螺旋型、β-折轉(zhuǎn)角型。目前常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)包含 α-螺旋型和 β-折疊型，兩種圖如 2-2 所示。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是其空間結(jié)構(gòu)的基本單元。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;美國培育出抗蟲害的西紅柿[J];化學(xué)世界;1988年10期

2 汪玉華;海洋:新世紀的天然蛋白質(zhì)“倉庫”[J];解放軍健康;2001年05期

3 李瀟;一種新的合成天然蛋白質(zhì)的方法[J];生命的化學(xué)(中國生物化學(xué)會通訊);1995年03期

4 ;美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)有天然蛋白質(zhì)“電池”[J];化工學(xué)報;2005年10期

5 鄧海蓮;;天然蛋白質(zhì)牙膏創(chuàng)新與包裝設(shè)計傳播環(huán)保新理念[J];沿海企業(yè)與科技;2017年03期

6 王俊杰;二十一世紀的天然蛋白質(zhì)主要來源[J];山東食品科技;2000年05期

7 魏香,曾憲綱,周海夢;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中卷曲螺旋的研究進展[J];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報;2004年05期

8 謝桂軍;程凌燕;張玉梅;王華平;;天然蛋白質(zhì)材料在離子液體中的溶解與再生[J];絲綢;2008年05期

9 約卡爾．帕克,山越利夫,堀照夫;天然蛋白質(zhì)改性及其在功能性紡織品整理中的應(yīng)用[J];天津紡織工學(xué)院學(xué)報;1997年01期

10 鄭琦,曾云鶚,蔡汝秀;天然蛋白質(zhì)的模擬酶特性研究及應(yīng)用[J];分析科學(xué)學(xué)報;2005年05期

相關(guān)會議論文 前3條

1 孔祥鐸;茍小軍;謝慧敏;王曉平;張紅纓;張今;;L-天冬氨酸酶結(jié)構(gòu)域重組的研究[A];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)會第八屆會員代表大會暨全國學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

2 孫力;董堅;;水溶性聚檸檬酰胺的性質(zhì)研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集——主題I：生物高分子與天然高分子[C];2013年

3 孫靜;李志波;;聚肽/聚類肽高分子的結(jié)構(gòu)與性能相互關(guān)系的研究[A];中國化學(xué)會2017全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會摘要集——主題B：生物大分子[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 記者 張夢然;半合成生物體能生成非天然蛋白質(zhì)[N];科技日報;2017年

2 記者 吳長鋒;我學(xué)者發(fā)現(xiàn)“仿制”天然蛋白質(zhì)新路徑[N];科技日報;2014年

3 徐澤余　陸學(xué)進 陳忠立;天然蛋白質(zhì)得到充分利用[N];中國環(huán)境報;2014年

4 記者 李陳續(xù);我科學(xué)家驗證蛋白質(zhì)設(shè)計新方法[N];光明日報;2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 韓旭;基于有序Graphlet相似性度量的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)選取[D];蘭州大學(xué);2019年

2 李利;使用集成聚類方法選取近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)[D];蘭州大學(xué);2018年

3 劉荀;基于MOF多級孔材料的設(shè)計合成及應(yīng)用研究[D];遼寧師范大學(xué);2015年

4 閆勁陽;基于極大團的近天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)選取方法[D];蘭州大學(xué);2017年

5 劉瓊;羽毛多肽粉的制備、性能分析與應(yīng)用[D];安徽工程大學(xué);2014年

本文編號：2815828