基于快速傅里叶变换的蛋白质结构相似性比较

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1、中文摘要摘要：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Ca．Ca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

2、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。关键词：蛋白质结构，傅里叶变换，结构比对，蛋白质分类。分类号：Q6ABSTRACTABSTRACT：Thecomparisonofproteinstructuresimilarityisaresearchfocusinbioinformatics，anditplaysaveryimportantroleinthefieldofproteinstructure

3、prediction,proteinfunctionpredictionandtheexplorationofproteinevolutionrelationship．Inrecentyears，thereweremanyproteinthree—dimensionstructuresimilaritycomparisonmethods．Inthispaper,manyexistingmethodsofproteinthree—dimensionstructuresimilaritycomparisonareintroduced．Andtheadvant

4、agesanddisadvantagesofvariousmethodsaleanalyzed．BaseonthemethodofusingtheCa-Camatrixtocompareproteinstructuresimilarity,anewmethodisproposed．InformationofCa—CadistancematrixeshavebeentransformedtofrequencyinformationbyFastFourierTransform．ThesimilarityoftwoproteinsCanbecomparedby

5、analyzingthefrequencyinformation．Thismethodisindependentonanysequenceinformation，andCanquicklycompareandclassifyproteinstructures．Experimentalresultsshowthatthemethodcanbeusedaseffectiveauxiliarymeansofproteinstructuresimilaritycomparisonandclassification．KEYWORDS：Proteinstructur

6、e，FastFourierTransform，Structuralalignment，ProteinclassificationCLASSNO：Q6独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：如口7年／月li日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大

7、学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：签字日期：如。c7年∥月21日导师签名：?∥尹幻签字嗍：叫钆刖7日致谢首先感谢洪涛院士为我们提供了先进的科研条件和前沿课题方向，同时也感谢研究院领导何金生教授的领导给我们创造了一个良好的学习环境。本论文的工作是在我的导师纪丰民副教授的悉心指导下完成的，纪丰民副教授严谨的治学态度和科学的工

8、作方法给了我极大的帮助和影响。纪丰民副教授悉心指导我完成了科研工作，在学习上和生