非编码RNA三级结构评估与扭转角统计分布研究

摘要

RNA三级结构是实现其生物学功能的基础,要想准确理解RNA分子的生物学功能,必须要先得到它的精细结构。所以近年来越来越多的科学研究开始关注RNA分子的三级结构构建和预测问题。成功的RNA结构预测方法除了需要一种有效的算法进行构象空间搜索外,还要有一个合理敏感的打分函数用于候选构象的挑选。最近几年的研究成果表明现有的结构预测方法能够获得很多的候选RNA三级结构,然而已存在的打分方法却不能很好的从这些采样到的构象中挑选出近天然态构象。针对上述问题,本文提出了一种新的基于知识的统计势函数用于RNA三级结构评估。另外,为了详细理解RNA分子的结构特征,我们还统计分析了PDB数据库中RNA分子的扭转角分布特征。
　　本文的主要内容有:
　　(1)本论文提出了一种基于原子洗牌参考态的统计势(命名为3dRNAscoring)对RNA的三级结构进行评估打分。在不同的基准测试中,3dRNAscoring方法比RASP和KB势能打分方法的成功率分别高出5％和7.5%左右。对于有非标准碱基配对结构的FARFAR测试集,我们的方法在挑选RMSD(root-mean-squaredeviation)较小的结构时比现有其他打分方法表现的更有效。
　　(2)本论文还统计分析PDB数据库中RNA分子的角度分布。本文不仅对现今PDB数据库中的所有RNA单体进行统计,而且还将这些分子按照功能分类,分析不同类型RNA分子扭转角分布的异同点,从异同分析功能RNA分子的结构特征。详细理解RNA分子的扭转角分布能够促进现阶段RNA分子的结构预测,提高RNA结构预测的精度。

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1 绪 论

1.1 前言

1.2 RNA分子的结构

1.3 选题的目的和意义

1.4 论文的主要研究工作

2 RNA分子三级结构评估方法研究

2.1 前言

2.2 原理与方法

2.2.1 训练集和验证评分函数性能的测试集选取

2.2.2 统计势函数的建立和参数的选取

2.2.3 统计势函数中原子模型的确定

2.3 打分函数性能评估

2.3.1 用randstr测试集验证打分函数的性能

2.3.2 用near-native测试集验证打分函数的性能

2.3.3 用FARFAR测试集验证打分函数的性能

2.4 本章小结

3 RNA分子扭转角统计分布研究

3.1 前言

3.2 原理与方法

3.2.1 样本结构数据集的提取

3.2.2 二面角的定义和计算

3.3 统计结果分析与讨论

3.3.1 RNA分子扭转角的统计分布

3.3.2 功能RNA分子扭转角分布规律讨论

3.4 本章小结

4.1 工作总结

4.2 展望

致谢

参考文献