基于快速傅里叶变换的蛋白质结构相似性比较

摘要

蛋白质空间结构的相似性比较是生物信息学领域的一个研究热点，并且在蛋白质结构预测，蛋白质功能预测，探索蛋白进化关系中发挥着重要作用。近年来出现了不少蛋白质三维结构相似性比较方法。文中对目前已有的蛋白质三维结构相似性比较的典型方法进行了介绍，分析并归纳了各种方法的优缺点。本文在用蛋白质残基Cα-Cα距离矩阵对蛋白质结构进行比较的基础上提出一种新的基于快速傅里叶变换的方法比较蛋白质结构。通过把蛋白质的氨基酸残基距离信息进行快速傅立叶变换，将蛋白质的空间信息变换成频域信息，通过比较频域信息的相似性，比较蛋白质三维结构的相似性。该方法完全不依赖于序列信息，并且能快速对蛋白结构进行比较。利用该方法还可以对未分类蛋白质进行快速分类。通过对PDB蛋白质数据验证的结果表明，本文所使用的方法可以为任意结构的蛋白质相似性比较和蛋白质结构分类提供有效辅助手段。

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致谢

1 绪论

1.1 蛋白质结构比对的研究背景和意义

1.2 蛋白质结构比对的现状

1.3 论文研究的主要内容

1.4 论文的结构

2 蛋白质结构比较方法及数据库

2.1 蛋白质结构比较方法

2.1.1 基于空间特征分布的比较

2.1.2 基于几何的比较

2.1.3 基于拓扑的比较

2.2 蛋白质结构分类数据库

2.2.1 SCOP分类数据库

2.2.2 CATH蛋白质结构分类数据库

3 傅里叶变换

3.1 一维连续傅里叶变换

3.2 快速傅里叶变换

4 基于FFT比较蛋白质结构相似性

4.1 数据的选取和预处理

4.1.1 将蛋白质结构变换为距离序列

4.1.2 快速傅里叶变化前准备

4.2 快速傅里叶变换及频谱分析

4.3 相似性分析

5 利用快速傅里叶变换蛋白结构比较对蛋白质进行分类

5.1 分类数据库的构建

5.2 待分类蛋白质结构数据处理

5.3 待分类蛋白质与库中蛋白质的比较

5.4 结果分析

5.5 讨论

6 结论

参考文献

作者简历