神经网络在蛋白质折叠预测中的应用
1前言
林晓丽
(武汉科技大学城市学院湖北武汉430083)
摘要：蛋白质的生物功能是由它们的空间折叠结构决定的.理解蛋白质的折叠过程是生物信息学领 域中极具挑战的问题之一.求解精度和计算时间是蛋白质折叠结构预测中要解决的主要问题.神经网络
具有较强的逼近非线性函数的能力，并具有自适应学习的优点，以及良好的寻优能力.笔者对如何使用神
经网络方法解决蛋白质折叠预测问题进行了分析与展望
关键字：蛋白质：折叠结构：神经网络
棉纺工艺设计中图分类号:TP18文献标识码:A
蛋白质(Proteins)是生命活动的主
要承担者.对其结构及其功能进行研究
对揭开生命的秘密有着很重要的意义
所谓蛋白质的折叠问题.就是由氨基酸
一
维序列预测蛋白质的三维结构及其
关联功能的问题对这个过程的了解有
很大的实践意义.因为很多疾病如
ALZHEIMER及疯牛病等都与蛋白质的
错误折叠有关随着人类基因组计划的
完成.人们得到的不同物种的DNA序
样本容量
列越来越多.但是蛋白质结构数据库
(ProteinDataBank简称PDB)的增长
速度却相对较为缓慢.因而如果能从理论上在序列的基础上对蛋白质的结构进行预测，对蛋白质分子功能的研究, 错误折叠的疾病机制和药物设计方面的研究都有着重大的意义
每一种蛋白质在天然条件下都有
其特定的空问结构.由氨基酸序列形成蛋白质空间结构的过程如图1所示但以一定氨基酸顺序排列的多肽链是如何形成具有一定空间结构的蛋白质分子的.也就是蛋白质结构的预测问题. 还没有完全解决由氨基酸一维序列预图1蛋白质的形成过程
测蛋白质三维空间结构及关联功能的问题.是目前国内外研究的热点
蛋白质折叠结构预测虽获得了很
大的发展.但目前也存在一些问题.主要包括两个方面：首先.由于蛋白质分子本身的复杂性.利用精确的能量函数求出其能量和结构之间的关系非常困难.据估计.对于具有N个氨基酸残基管道支吊架预埋件等的平面位置和几何尺寸进行审查.检查是否有遗漏.各专业之间的要求是否协调统一.以确保图纸能够指导空调工程安装 3.3隐蔽工程检测
中央空调的室内机，制冷剂配管,
冷凝水装置，风管，电线管等隐蔽在吊顶的夹层内，装饰内，墙壁内，使外表只
露出送风口和回风口.因此.在空调安装结束后.装璜工程刚开始施工时.应进行一次隐蔽工程验收主要检查内容包括：室内机，送风箱，回风箱，风管的
安装情况及保温情况.是否影响吊顶高度：制冷剂铜管的布线情况是否影响装璜施工检查铜管及分支组件的保温情况；冷凝水排管的布线情况，保温，倾斜度是否符合要求.有否存水弯.布线是收稿日期:2011-01—08
180科技创业月刊2011年第4期
否影响装璜施工
3.4中央空调系统集成检测
空调系统安装完成后.必须进行试
运转及系统调试空调系统的检测调试包括设备单机试运转，系统联动试运转，无生产负荷系统联合试运转，带生产负荷系统综合试运转四项内容
4安装过程中水电，消防的协调
在电气设备安装过程中.经常出现
的问题一是机组的电源配线不是专线专用，电缆，电线的安装不符合要求，二是安装公司所用电气设备可能不符合国家电气标准.机组要设置专用的电源.匹配要符合空调设备的功率.并单独安装相应容量的漏电保护器，空气开关等保护装置：隐蔽工程的电缆，控制线不要和制冷剂管道捆绑在一起布线. 而应该穿管单独布置：主控面板一般安
装在客厅，起居室等便于操作，不影响
居室美观的地方.房间温控探头一般按
用户的要求安装在合理的位置冷凝水
排水排到何处.与何种水管相连.如何
连接.需与水电工协调
参考文献
1何耀东.中央空调实用技术fM1.北京：台金工业出版社.2006
2邱东.章明华.宋勤锋等.中央空调节能控制策略[J].制冷空调与电力机械,2007(5) 3梁春生.智勇.中央空调变流量节能控制技术[M].北京：电子工业出版社,2005 (责任编辑戴钧张芝)
神经网络在蛋白质折叠预测中的应用
的蛋白质.势能表面的局部极小点大约
有10n个.所以如何在一个合理的时间
内到势能函数的全局极小点是优化
过程的一个关键.其次，网络及分布并
存瑞小学
行计算技术的发展(例如网格Grid,P2P 计算，虚拟计算，多核计算及由CPU+ GPU所构成的异构分布并行平台等).
不仅为生物信息处理(包括蛋白质结构
预测)提供了良好的平台.也对如何充
分利用分布并行计算环境进行高效生
物计算和海量信息处理提出了挑战
2国内外研究现状
国内许多研究者也在蛋白质结构
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处理方面做了很多工作清华大学王志
新院士等成功地解决了与蛋白质二级
结构有关的几个重要理论问题邹忠毅用模拟退火算法应用于HP格点蛋白质模型的结构预测，取得了良好的效果.
可以算到长度达100的蛋白质序列章祥荪等用改进的SOM神经网络来解决二维HP格点蛋白质模型的预测问题. 提高了速度.弥补了先前的不足华中
科技大学的黄文奇教授等也对蛋白质格点或非格点模型折叠结构预测作了大量研究.取得了良好的成绩
武汉大
学刘娟教授等也对AB非格蛋白质模型结构预测做了一定的研究目前这种可靠的全局优化方法的确定仍是蛋白质结构预测的一个研究热点
国外.1985年Dill等人提出了非常
简化的蛋白质HP格点模型此模型将
涂又光蛋白质链分布在格点上.只考虑了蛋白质中的疏水性.并建立数学模型给出了能量函数Wil1iam等人用图论的分析的方法.研究过此模型.并取得了一定
的效果但不太理想.只能保证最后解3/ 8最优性BallK.D.等将弹性网算法应
用于此模型的求解.可以预测出较短序列的HP格点模型的结构Yanikoglu等于2002年将S0M应用于二维的HP格点模型结构预测.这也是首次将人工神经网络应用于此领域.他们对长度为2O 和36的蛋白质序列进行预测.取得了
很好的结果同年.Y anikoglu等将SOM
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