蛋白质功能基团三维模体及其应用

用一维序列模体和三维结构模体刻画与识别蛋白质功能区是蛋白质功能预测和分子设计中的重要课题。目前三维模体的提取与搜索均以残基为单位进行。特异性有限。鉴于残基的功能基团才是其发挥功能的关键要素，提出以功能基团为单位来表征三维模体（称为功能基团三维模体），并发展了相应的搜索算法，用于阐释蛋白质功能的结构基础以及预测未知蛋白质的功能。以从胰蛋白酶（ＰＤＢ代码为１ｍｃｔ）中提取的“三联体和氧穴”功能基团三维     

空间曲线的演化与孤立子方程

利用so(3)与su(2)代数及群的关系,建立空间曲线演化与孤立子方程的联系,从而得到空间曲线演化的解的解析表达式。 1 问题的提出 在初等微分几何中,当给定空间曲线的曲率x(s),挠率τ(s)后(s是自然参数),曲线由Serret-Frenet方程描述,     

二十世纪的10大算法

伟大的算法是计算的诗篇。对２０世纪的科学发展和工程实践产生巨大影响的１０大算法是： １．１９４６年计算蒙特卡洛过程的伦敦算法。对那些过于复杂给不出精确解的问题，该算法可使蒙特卡洛过程有效地给出问题的解。 ２．１９４７年线性规划的单纯形算法。这一优美算法解决了规划和决策过程中的共同问题。 ３．１９５０年 Ｋｒｙｌｏｖ的子空间迭代算法。该算法可快速地给出科学计算中大量存在的线性方程组的解。 ４．１９５１年矩阵计算的分解算法。这一整套技术解决了线性代数中的数值分析问题。 ５．１９５７年Ｆｏｒｔｒａｎ语言的优…     

基于双模态造影剂的超声影像与磁共振影像的配准

由于超声影像斑点噪声突出、分辨率低,超声影像和其他模态医学影像之间的配准融合是一个未完全解决的困难问题.本文提出了一种新的基于双模态造影剂的超声影像和磁共振影像之间的配准算法.利用双模态造影剂对体模进行超声和磁共振显影,在此基础上构建了超声图像与磁共振图像之间的空间变换模型.此算法模型既能够体现两幅图像之间的物理空间坐标变换,也能够体现两幅图像之间的强度(包括亮度和对比度)变化;运用多尺度金字塔算法对构建的空间变换模型进行求解,得到的解既能够满足两幅图像之间空间全局变换,也能够满足两幅图像之间的局部细节变化.实验结果表明:利用双模态造影剂并结合上述算法对超声影像和磁共振影像进行配准可以获得较好的配准效果.     

时间相关谐振子Schrdinger方程的精确解

利用孤立子理论将求解时间相关谐振子Schr dinger方程解的问题化为通常量子力学中只对空间变量求解的振子方程和只与时间有关的Schr dinger方程 ,从而得到精确解 .     

植物与传粉者地理镶嵌的协同演化:过程、证据与展望

协同演化是两个或更多互作物种间,因交互选择导致特征发生交互式的演化转变.地理镶嵌的协同演化理论认为,成对协同演化发生在不同的地理环境水平上.对植物与传粉者而言,地理镶嵌式的协同演化是指在不同地方的植物,其传粉者的不同导致了植物花部特征的分化,也被称为传粉生态型.对传粉生态型概念的研究多集中在不同的海拔以及生境传粉者体型、传粉者功能群与植物花部特征或花报酬的协同演化.总结近年来的研究,可将植物与传粉者地理镶嵌的协同演化的形式归纳为5类:花形态、花结构、花颜色、花气味信号成分、花报酬与传粉者的种类或者体型的协同演化关系.未来在研究植物与传粉者地理镶嵌的协同演化时,不仅要关注植物与传粉者特性本身,还应关注非生物环境因子.高通量基因测序以及新的分析手段的引入,可进一步推进植物与传粉者的地理镶嵌的协同演化研究.     

复杂目标电磁散射问题的预修正快速傅里叶变换方法

使用矩量法把电磁散射问题的体-面结合积分方程(VSIE)、面积分方程(SIE)和体积分方程(VIE)转换成线性方程组, 并利用预修正快速傅里叶变换(P-FFT)方法来进行快速求解. 针对传统模板拓扑存在的不足, 提出两种模板拓扑改进方案即模板拓扑B和模板拓扑C, 并比较三种模板拓扑的构造方法和实际性能. 数值仿真表明, 结合三种模板的P-FFT算法结果与标准解吻合得很好, 所提出模板拓扑B可以显著减小近区预修正操作的次数, 而模板拓扑C由于各模板之间没有重叠网格, 具有适用于并行分层P-FFT算法的潜力.     

特征值问题的非线性化与孤子方程的数值解

1.为数众多的孤立子的发现是近年非线性科学的一大进展.描述孤子演化行为的偏微分方程有两大特点,一是它们的重要物理背景和实际应用前景,二是它们的完全可积性.已找到不少有趣的显式解.其中最重要的是纯孤子解、有限带解和极点展开解.现在的问题是,一些显式解的表达式太复杂,给计算实践带来甚大的困难,有必要寻求更为直接和简捷的算法.由于上述各种显式解中所含的参数个数有限,自然可以期望通过消去这些参数得到常微     

从基于结构定义的序列模体识别蛋白质的超家族

以进化上相距较远的蛋白质酪氨酸磷酸酶Ⅰ和Ⅱ为例, 通过结构比较和基于结构的序列比对及共同保守区域残基替换模式的分析, 定义了基于结构的序列模体. 利用这种新的模体对SWISS-PROT和TrEMBL蛋白质序列库进行搜索, 可特异性地同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ, 其识别正确率可达98.4%. 而在此之前, 尚未见可同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ序列模体的报道.     

四维遗传学与耗散结构

从四维时空的概念出发,意大利遗传学家吉达提出了四维遗传学的论点,提醒人们从时空复合的观点出发,探讨生物的遗传问题,并形成基因空间子与时间子的假说。耗散结构学说则是比利时物理学家普里戈金关于非平衡热力学和非平衡物理学的一个科学理论(本刊3卷1期已发表昔里戈金的《从存在到演化》一文,可参阅)。本期吕宝忠同志一文认为只有将相对论、非平衡热力学和非平衡统计物理学的概念、观点和方法渗透到遗传学的研究中去,才能将四维遗传学上升为严谨的科学理论。     

时间相关谐振子Schrdinger方程的精确解

利用孤立子理论将求解时间相关谐振子Ｓｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒ方程解的问题化为通常量子力学中只对空间变量求解的振子方程和只与时间有关的Ｓｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒ方程从而得到了精确解。     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

模拟退火及紫外光谱法用于氨基酸多组分分析

模拟退火(SA)系寻找全局最优并能跨越局部最优的随机优化算法,它源于对高温物质的退火过程的模拟即在给定温度下对微观粒子(如原子)平衡的统计力学模拟.SA采用模拟算法及随机抽样;Kirkpatrick等深入研究了组合优化问题;Bohackevsky等提出了通用模拟退火(GSA)法;Kalivas等研究了GSA用于多元校正.本文将SA与GSA用于多组分分析,获得良好效果.     

从人的大脑里还可提取一种神经特有的蛋白质

人的大脑里的神经特有蛋白质是一种新的神经蛋白质。这种蛋白质是克留什尼克和布尔芭耶娃借助电离子透入法和色层分离法从人的大脑的蛋白质水溶液提取出来的。他们将其表示为蛋白质10-40-4(是根据它被提取的色层分离馏分部分来编号的)。蛋白质10-40-4的分子总量为74000道尔顿。平均从1克原组织中可以提取75微克该蛋白质。就其物理化学性质而言,蛋白质10-40-4与已知的神经特有蛋白质有所不     

SU(4)规范场的赝粒子解

最近,报道了一些关于规范场赝粒子解酌研究工作.看来,寻找赝粒子解的兴趣不应当限制在他们所讨论过的SU(2)情形.对于矢量胶子理论或可能出现的更复杂的轻子模型,要求探讨更大的非可易规范群.特别是SU(3)、SU(3)×SU(3)及SU(4)群.本文集中研究SU(4)规范场的赝粒子解.由于规范群的对称性与普通吋空的对称性难于统一在同一空间中处理,因此我们与上述文     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

<正> 遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

从数据自动学习的智能神经网络

众所周知,神经网络在模式识别问题上有着广泛的应用[1],近十几年在生物信息学中神经网络也有很好的表现,例如预测蛋白质的二级结构[2],识别各种具有重要生物学意义的序列模体(motif)等等[3].     

求解蛋白质折叠问题的拟人算法: 对PERM的改进

PERM(Pruned-Enriched-Rosenbluth Method)是目前文献中依格点模型求解蛋白质折叠问题的最高效算法. 给出了PERM算法的一种拟人解释, 对算法中的权重及预测值进行了拟人化的改进, 并对选择动作时不同情况下的权重计算公式进行了统一. 综合这些策略得到了改进的PERM算法——人口控制算法. 该算法在计算效率上有了明显的提高: 对当前文献中公认的最难的4个算例的计算都达到了最优解, 计算速度较PERM提高了几倍至几百倍. 对于这4个难例中的3个, 还找到了迄今为止文献中所没有的全新的最低能量构形.     

关于单调算子方程构造可解性问题的解答

在1974年5月美国数学会举办的“希尔伯特问题的数学结果”专题讨论会上,F.E.Browder曾提出下述构造可解性问题(即问题ⅩⅩⅡ(G))。设X是自反巴拿赫空间,A是从X到X~*的连续、有界、单调、强制映象,X~(-1)单值且有已知连续模,问:是否能对方程Ax=0解的存在性给出一个构造性证明?对所     

Yang-Mills-Higgs-Kibble系统的静态解

一、引言无质量的杨-米尔斯场在提供静态有限能量解上和与它相应的Abel场不同.这个情况当且仅当时空为5维时发生,这时这些解对应于等价的4维欧氏空间中存在着瞬子解.在最近的工作中,胡和生考虑了有质量Yang-Mills场中同样的问题,特别证明了在5维时不存在静态解.虽然,如所周知,从一个环路的水平出发,在质量趋向于零的极限时存在着不连