基于模擬表位映射的B細(xì)胞表位預(yù)測方法研究
本文選題:B細(xì)胞表位 + 多肽鏈; 參考:《東北師范大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:在免疫學(xué)領(lǐng)域,B細(xì)胞表位預(yù)測作為一個核心的問題在近些年被深入的討論。B細(xì)胞表位是在抗原表面的一個可以被B細(xì)胞表面受體特異性識別并引發(fā)機(jī)體免疫的表面區(qū)域。它在疫苗研制、分子識別領(lǐng)域中都有很高的研究價(jià)值。然而由于鑒定表位的主要手段X射線晶體衍射和核磁共振方法周期很長、成本很高,目前只有一少部分的表位被鑒定出來。因此通過計(jì)算的方法預(yù)測表位被廣泛的應(yīng)用于表位鑒定中。該研究的重點(diǎn)是如何利用模擬表位信息準(zhǔn)確的預(yù)測表位。 在生存壓力下,位于抗原表面的B細(xì)胞表位為了避免被抗體識別、特異性結(jié)合,構(gòu)成表位的氨基酸進(jìn)化得更快。因而與其它的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域相比,表位具有較低的保守型。另外一些研究表明一個抗原表面上可能存在多個潛在的表位,但是哪個表位起作用決定于發(fā)生作用的抗體。為了解決這一復(fù)雜問題,,一種基于實(shí)驗(yàn)獲取的多肽鏈的表位預(yù)測方法被提出。這些實(shí)驗(yàn)篩選獲得的多肽鏈由于并認(rèn)為與真實(shí)表位具有功能等價(jià)性,也稱作模擬表位。因此,基于模擬表位的預(yù)測方法的主要是思路就是將模擬表位映射到抗原表面相似的區(qū)域,從而找到真實(shí)表位。 模擬表位映射的方法有很多,本文嘗試使用并改進(jìn)了現(xiàn)有的圖搜索模型。該算法采用了可變的距離閾值和緊湊因子來定義由抗原表面氨基酸構(gòu)成的頂點(diǎn)間的連接,從而更好的描述抗原表面氨基酸相互作用的靈活性;優(yōu)化了原有模型。此外本文還首次引入劃分思想,通過表面補(bǔ)丁將抗原表面氨基酸劃分成為一些連續(xù)的集合,從而降低了搜索的復(fù)雜度,提高了搜索的效率。在包含17個數(shù)據(jù)的測試集上,該算法與同類算法相比表現(xiàn)出了更高的敏感性和準(zhǔn)確性。此外,該算法還具有最高的時間效率。 在此基礎(chǔ)之上,本文還提出了軟件融合的思想來進(jìn)一步提高預(yù)測的性能。通過分析判斷多個軟件的預(yù)測結(jié)果,集成的軟件可以判斷出獨(dú)立的軟件預(yù)測的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示集成的軟件與每個軟件相比具有更高的特異性和準(zhǔn)確性。此外,通過分析發(fā)現(xiàn),預(yù)測結(jié)果的一致性與預(yù)測的可靠性呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)。為了方便使用和進(jìn)一步驗(yàn)證該方法,該集成軟件被部署為一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的軟件,鏈接為http://informatics.nenu.edu.cn。
[Abstract]:The prediction of B cell epitopes as a core issue in immunology has been discussed in depth in recent years. B cell epitopes are a surface region on the surface of antigen that can be specifically recognized by B cell surface receptors and trigger immunity. It has high research value in the field of vaccine development and molecular recognition. However, due to the long period and high cost of X-ray crystal diffraction and nuclear magnetic resonance methods, only a few epitopes have been identified. Therefore, the predicted epitopes are widely used in epitope identification. This study focuses on how to accurately predict epitopes using analog epitope information. Under survival pressure, B cell epitopes located on the surface of antigens evolve faster in order to avoid being recognized and specifically bound by antibodies. Therefore, the epitope has a lower conserved type than other protein and protein interaction regions. Other studies have shown that multiple potential epitopes may exist on the surface of an antigen, but which epitope acts depends on the antibody that acts. In order to solve this complex problem, an epitope prediction method based on experimental polypeptide chain was proposed. The polypeptide chains obtained by these experiments are also known as analog epitopes due to their functional equivalence with real epitopes. Therefore, the main idea of the analog epitope prediction method is to map the analog epitopes to the similar regions on the surface of the antigen, so as to find the real epitopes. There are many methods to simulate epitope mapping. This paper tries to use and improve the existing graph search model. In this algorithm, variable distance threshold and compact factor are used to define the connection between the peaks composed of amino acids on the surface of antigen, so that the flexibility of describing the interaction of amino acids on the surface of antigen is better, and the original model is optimized. In addition, the partition idea is introduced for the first time, and the amino acid on the surface of antigen is divided into some successive sets by surface patch, which reduces the complexity of search and improves the efficiency of search. On the test set containing 17 data, the algorithm is more sensitive and accurate than the similar algorithm. In addition, the algorithm also has the highest time efficiency. On this basis, this paper also proposes the idea of software fusion to further improve the performance of prediction. By analyzing and judging the prediction results of multiple software, the integrated software can judge the reliability of independent software prediction. Experimental results show that the integrated software is more specific and accurate than each software. In addition, it is found that the consistency of prediction results is positively correlated with the reliability of prediction. To facilitate the use and further validation of the method, the integrated software is deployed as a network service software linked to http: / / informatics.nenu.edu.cn.
【學(xué)位授予單位】:東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:R392
【相似文獻(xiàn)】
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本文編號:1857232
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