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基于ResNet與DenseNet的蛋白質(zhì)接觸圖預(yù)測(cè)研究

發(fā)布時(shí)間:2024-05-25 13:17
  隨著蛋白質(zhì)測(cè)序技術(shù)的不斷向前發(fā)展,蛋白質(zhì)序列的數(shù)量在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中呈現(xiàn)指數(shù)型的增長(zhǎng)。由于通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)來(lái)確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法不能滿足目前的研究需求,因此研究和預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)接觸圖是一個(gè)非常有效的方法。另外蛋白質(zhì)接觸圖的研究和預(yù)測(cè)不僅有助于對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,還有助于對(duì)蛋白質(zhì)功能的研究,已成為蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)建模的重要工具。本文采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的框架對(duì)蛋白質(zhì)接觸圖進(jìn)行預(yù)測(cè),具體研究工作如下:(1)在數(shù)據(jù)提取方面,考慮到序列信息在生物信息學(xué)中的重要作用,本文提取了蛋白質(zhì)序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)以及溶劑可及性,用于擴(kuò)充特征;另外,多序列比對(duì)在蛋白質(zhì)接觸圖中的主要作用是能夠提供一種包含序列信息的特征,本文使用HHblits生成較為準(zhǔn)確的多序列比對(duì),并用于生成PSSM與PSFM特征;最后本文從進(jìn)化耦合分析方法中提取成對(duì)特征,并與前述特征相結(jié)合。(2)本文構(gòu)建了一種ResNet和DenseNet相結(jié)合的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架用于蛋白質(zhì)接觸圖預(yù)測(cè),并且使用了全新的特征集合。該框架使用一維的ResNet處理由多序列比對(duì)生成的序列特征(包括PSSM、Secondary Structure、Solvent Accessibili...

【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖1.1?1990-2019年PDB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)蛋白質(zhì)數(shù)量增長(zhǎng)圖??

圖1.1?1990-2019年PDB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)蛋白質(zhì)數(shù)量增長(zhǎng)圖??

與DenseNet的蛋白質(zhì)接觸圖預(yù)測(cè)研究??180000?-j??160000?■蛋白質(zhì)總數(shù)量:??]4〇〇〇〇?■已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)數(shù)量??^?120000????100000?■??^?80000??^?60000??栽?40000?,?_||??20000?;?Ll?L?i?....


圖2.1蛋白質(zhì)接觸圖??

圖2.1蛋白質(zhì)接觸圖??

的定義。它們指出蛋白質(zhì)接觸圖l3]中的接觸是指兩個(gè)殘基的P碳原子(甘氨酸為a??碳原子)之間的歐式距離小于8A。接觸可以分為三種類別:1)長(zhǎng)接觸:兩個(gè)殘基??之間的距離大于24個(gè)殘基;2)中接觸:兩個(gè)殘基之間的距離在12?23個(gè)殘基之??間;3)短接觸:兩個(gè)殘基之間的距離在6?1....


圖2.3?HHblits生成MSA流程圖??

圖2.3?HHblits生成MSA流程圖??

蛋白質(zhì)接觸圖預(yù)測(cè)研究??驟為:第一,用提交的序列在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行搜索;第二,對(duì)初始的結(jié)果進(jìn)行多序??列比對(duì),構(gòu)建初始PSSM;第三,用PSSM作為查詢序列,搜索數(shù)據(jù)庫(kù),發(fā)現(xiàn)較??遠(yuǎn)的相似性序列,并給出E-value;第四,構(gòu)建新的PSSM,重復(fù)步驟3。這個(gè)過(guò)??程不斷迭代,直到?jīng)]有....


圖2.4?sigmoid函數(shù)圖??

圖2.4?sigmoid函數(shù)圖??

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于ResNet與DenseNet的蛋白質(zhì)接觸圖預(yù)測(cè)研究??2.3.1激活函數(shù)??激活函數(shù)是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,其主要是為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入非??線性的特性,使網(wǎng)絡(luò)模型具有非線性的建模能力。目前常用的激活函數(shù)有sigmoid??函數(shù)、tanh函數(shù)、....



本文編號(hào):3982165

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