基于一种动态特征选择融合算法的蛋白质结构类预测

本文根据氨基酸理化性质，基于氨基酸组成成分与自相关函数相结合特征提取法从非同源蛋白质序列中提取七个特征集，采用局部正确性的动态特征选择算法进行多特征组合来预测蛋白质结构类，并与各个特征集进行了比较。结果表明，DFS_LA算法的预测总精度较各个特征集均有不同程度的提高。Jackknife检验下，DFS_LA算法的预测总精度为82．80％，比COMP特征集提高8．91％；独立测试检验下，DFS_LA算法的预测总精度为86．67％，比COMP特征集提高11．67％。这说明DFS_A算法可有效提高结构类预测精度，多特征组合能在一定程度上更多地反映蛋白质的空间结构信息。     

基因组研究离诠释生命奥妙还有多远

基因组研究表明，人类与黑猩猩和老鼠的基因序列98％以上是相同的，是否是这1％～2％的基因的差异，就决定了人与黑猩猩和老鼠在表现型方面很大的差异?本文通过大量分析表明，由碱基(5个)→核酸[DNA→RNA(mRNA、rRNA、tRNA)]→氨基酸(22种)→蛋白质(数百千种)→染色体→基因组→性状，其遗传变异信息有逐级放大的过程。这是生物间基因序列虽然有98％甚至99％的相同，但表现型差异却较大的原因所在。基因序列完全相同，并不能说明基因功能相同，基因组研究的结果不能完全诠释基因功能表达的复杂过程。今后必将由序列基因组学→结构基因组学→功能基因组学→蛋白质组学深入发展，必须从网络层次研究基因表达，才能揭示生命的奥妙。另外我们使用的各种基因组研究技术和软件还有待改进，才能真正反映生物基因的差异。     

生物能量在生命体中传递的新理论及应用

生物能量在生物体当中的传递是生命科学中的一个基本问题，它相关于ATP水解放出的能量沿着蛋白质分子的传递。这种传递与蛋白质的动力学相关。根据ATP分子分布和水解的特性以及蛋白质结构的特点，在Davyclov理论的基础上提出了一个新的生物能量传递的理论。在这个理论当中，Amide振动的集体激发状态用一个两量子准相干态表示，系统的哈密顿量不但包含了Amide振动引起的相邻氨基酸残基的位移，而且包含了相邻Amide之间的共振相互作用所引起的氨基酸残基的相对位置的改变。由这个理论得出的传递生物能量的孤子的寿命可得10^-10秒，在这个时间之内孤子能传递过上千个氨基酸残基，因此它能在生物过程中起着重要的作用。这个理论与E．col．的Ramma谱的实验结果和我们做出的胶原蛋白的红外吸收谱等实验结果相一致，因此它可能是生物体中生物能量传递的一个可利用的和正确的理论。     

一种新型智能预测系统模型——复合金字塔模型

将一般性智能预测系统构造向结合具体领域的个性化智能预测系统构造的发展,表征了智能系统当今发展的重要趋向.蛋白质结构预测是生物信息学领域的国际性难题与主要挑战性问题之一.在本文中,我们提出了一种新型的智能预测系统模型来预测蛋白质的二级结构,它是一个多层递阶的复合金字塔模型(CPM).该模型包含4个独立的智能接口,并且综合涵盖几种相关的知识发现方法.领域知识贯穿该整个模型,并通过因果细胞自动机有效的选择属性,以及高纯度结构数据库的构造.在RS126的数据集上的预测准确性达到84.31%;在CB513数据集,预测准确性达到86.78%(居国际已知之优先地位).同时对CASP8序列预测的结果发现是优于其他方法的,如PSIPRED,Jpred,APSSP2,BehairPred等.大量实验结果表明:该智能预测系统模型具有较强的泛化能力,并提供了其他类型智能系统模型构造的方法论示范.     

植物核糖体失活蛋白的研究进展

植物来源的核糖体失活蛋白（ｒｉｂｏｓｏｍｅ－ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ,ＲＩＰ）是一类ＲＮＡＮ－糖苷酶,它能够对核糖体工业基上的ｒＲＮＡ进行脱腺嘌呤作用,从而破坏核糖体的结构,抑制蛋白质的生物合成。核糖体失活蛋白按照一级结构可以分为两类：Ｉ型ＲＩＰ由一条多肽链组成,称单链蛋白;Ⅱ型ＲＩ是通过二硫刍连接的双链蛋白。近年,人们发现核糖体失活蛋白具有多核苷酸：腺苷糖苷酶活性,进一步解释了它作为防御蛋白的生物学功能。随着增强因子和其它相关蛋白质的发现,人们对核糖体失活蛋白和核糖体的相互作有了更进一步的了解。     

RNA二级结构的2D图形表示及相似性分析

结合RNA序列的核苷酸分类提出了一种新的RNA二级结构的2D图形表示法。该图形表示法能够唯一地表示RNA二级结构,而且图形是无退化的,即不存在重叠或交叉现象。把该图形表示法应用于9个病毒RNA二级结构,通过计算这些序列的数字特征和序列之间的相似性,实验表明该图形表示法是可行的。     

RNA二级结构预测的模糊模型

基于模糊集合理论，提出了RNA二级结构预测的模糊模型．该模型通过状态空间的模糊分割以及模糊目标的引入等，可有效利用模糊动态规划算法给出该模糊模型的最优决策序列，并进而获得待预测RNA最优与次优的二级结构．基于模糊模型的方法具有许多优点，如计算复杂性的降低，最优与多个次优二级结构的一并获得，以及定性先验知识的有效融入等．完整地给出了RNA二级结构的模糊模型及其计算方法，并进行了具体的实现．将一个具体的BJK模糊模型结构实际应用于tRNA及tmRNA的数据集中，并与基于最小自由能的mfold工具以及基于SCFG的BJK文法模型进行了比较研究．实验结果表明该模型的有效性，相应的预测精度得到了进一步的提高．     

嗜热蛋白稳定机理研究进展

嗜热蛋白是一类主要来源于嗜热微生物的热稳定蛋白，能够在高温下长时间保持活性而不变性．通过对嗜热蛋白耐热机理的深入研究，对于人们深入理解蛋白质的折叠、结构与功能、进化以及在蛋白质加工中对蛋白质分子的定向设计和改造有着重要的意义。本文主要介绍了目前对嗜热蛋白的研究概况和主要进展。     

类胰岛素生长因子-1何以折叠成2种高级结构的分子基础

胰岛素和IGF-1属于同一超家族，具有共同的结构模体和非常类似的三维结构，但两者的折叠行为却迥然不同。胰岛素和单链胰岛素（PIP）折叠成唯一的热力学稳定的三维结构，而IGF-1则折叠成两种热力学稳定的三维结构。即是说：IGF-1的同一序列编码两种折叠信息。是序列中的什么部位决定胰岛素／PIP和IGF-1具有不同的折叠行为？这是一个极为有趣且长期为人们所困惑的问题。本实验室在PIP和mini—IGF-1工作的基础上，用蛋白质工程技术先后设计表达了一系列胰岛素和IGF-1的杂交分子，阐明了胰岛素和IGF-1不同折叠行为的分子基础。此外，还研究了文昌鱼胰岛素类似肽（aILP）的体外再折叠，结果提示胰岛素和IGF-1的不同折叠行为是由它们的祖先分子aILP分支进化而来的。     

基于动力学结构突变的混凝土坝裂缝转异诊断方法研究

提出了混凝土坝裂缝转异诊断的动力学模糊互相关因子指数法,并利用该方法检验了Logistic时间序列由倍周期分枝走向混沌的结构突变过程,表明该方法具有鉴别时间序列内在动力学层次和检测其突变特性的功能.考虑到混凝土坝裂缝系统是一个开放的、耗散的以及复杂的非线性动力系统的特点,引用上述提出的分析方法对某混凝土重力拱坝下游面裂缝进行动力结构突变分析,发现了该坝裂缝存在两个明显的动力结构突变点,由此实现了混凝土坝裂缝的动态转异诊断;由于动力学模糊互相关因子指数法可以直接依据实测的裂缝开合度序列对大坝裂缝进行转异诊断,因此该方法具有较好的实际应用前景.     

后基因组时代的结构生物学及蛋白质和药物分子设计

人类基因组计划完成之后分子生物的重点将从基因组转到蛋白质组。在后基因组时代结构生物学将十分重要它既要回答生命过程中的重大基础理论问题，又与重要疾病治疗，蛋白质工程，药物设计，抗体设计，疫苗设计密切相关。     

液态金属Α1凝固过程中团簇结构的尺寸分布及幻数特性

采用分子动力学方法,对含有100000个Al原子的液态金属系统在快凝过程中团簇结构的形成及幻数特性进行了模拟研究,采用原子团类型指数法(CTIM)描述了各种类型的团簇结构组态.模拟结果显示:在凝固过程中,二十面体原子团(120120)及其组合在微观结构转变中起着最重要的作用;由不同数目基本原子团的不同组合所形成的不同层次的团簇结构,其尺寸分布具有明显的幻数序列,依次为13(13),19(21),26~28(27),32~33(32),39~40,43~44,48,······等(括号内为液态时的对应值),它们分别依次与由1,2,3,4,5,6,7,······个基本原子团的不同组合所形成的该层次的团簇数的峰值位置相对应.本幻数序列与Harris,Echt及Schriver等人的实验结果相符.     

Au-Cu系的合金相特征原子排列晶体学

本文指出合金相结构的描述取决于所采用的结构单元序列．在系统合金科学（SSA）的合金相特征原子排列晶体学中,合金相的结构是采用对称要素序列和特征原子序列相结合的方式来描述,称之为合金相的特征原子排列结构．它除了能显示结构的对称性之外,还可以给出格点上的特征原子种类以及合金相微观不均匀性．每个特征原子都有其自身的特性：近邻原子组态,势能,体积和电子结构等．合金相的微观不均匀性可以通过特征原子的浓度分布和短程有序参数分布来描述．同时本文对合金相的电子结构和合金相中特征原子的电子结构之间的差异也作了讨论．     

液态金属A1凝固过程中团簇结构的尺寸分布及幻数特性

采用分子动力学方法, 对含有100000个Al原子的液态金属系统在快凝过程中团簇结构的形成及幻数特性进行了模拟研究, 采用原子团类型指数法(CTIM)描述了各种类型的团簇结构组态. 模拟结果显示: 在凝固过程中, 二十面体原子团(12 0 12 0)及其组合在微观结构转变中起着最重要的作用; 由不同数目基本原子团的不同组合所形成的不同层次的团簇结构, 其尺寸分布具有明显的幻数序列, 依次为13(13), 19(21), 26~28(27), 32~33(32), 39~40, 43~44, 48, …… 等(括号内为液态时的对应值), 它们分别依次与由1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ……个基本原子团的不同组合所形成的该层次的团簇数的峰值位置相对应. 本幻数序列与Harris, Echt 及Schriver 等人的实验结果相符.     

植物油体合成及功能研究进展

油体是植物细胞存储脂质与能量的重要亚细胞器,具有独特的结构,由中性脂质的疏水核心及其外的一层磷脂单分子膜组成,磷脂膜上有特定的蛋白质修饰,这些膜蛋白按照合成部位及运输方式的不同可分为两大类(Ⅰ类、Ⅱ类).油体是在内质网上发生的,其形成与中性脂质的合成密切相关,涉及中性脂质与脂质晶状体的形成,油体的初始发生,油体的出芽、...     

生物能量在生命体中传递的新理论及实验证实

我们从蛋白质的分子结构和ATP水解所放出能量的特征出发,提出了一个新的生物能量传递理论。并用新的哈密顿函数和波函数代替了原来旧的函数,用解析的方法求出了传递生物能量的孤子在其生理温度和它的寿命时间内能够传递过上千个氨基酸分子,于是它可能是传递生物能量的真正载流子。用解析和数值模拟的方法研究了这种传递生物能量孤子的特性和在生理温度300K时的热力学稳定性,证明了这种孤子在生理温度时是十分稳定的,它的寿命能达到300ps,可能是生物能量的传递者。再通过实验测定了在胶原蛋白和牛血清蛋白等(-螺旋蛋白的光谱特性及其在27-95℃范围内其谱线分布和谱线强度随温度的变化,把所检测的三个结果与能量传递的理论预示的结果相比较,发现它们完全一致,从而从实验上证明了在蛋白质分子中建立的生物能量传递理论是正确的。而理论预示的孤子是蛋白质当中生物能量传递的真正载流子。     

血红素蛋白结构及功能的相互转换

本文综述了利用蛋白质工程方法,实现不同血红素蛋白之间结构及功能的相互转换,包括氧载体与电子传递蛋白间的相互转换、氧载体与生物催化剂间的相互转换、电子传递蛋白与生物催化剂间的相互转换,以及不同类型血红素蛋白之间的相互转换。这些成功的研究成果,丰富了我们对金属蛋白结构-性质-反应-功能之间精妙关系的深入认识。     

道路交通事故等间隔序列的灰色预测方法

在分析道路交通系统灰色属性的基础上，论文提出可以将道路交通事故作为道路交通系统行为特征量处理，运用灰色理论和方法来进行道路交通事故预测，在此基础上，建立了道路交通事故的等间隔序列灰色预测模型，并运用实例验证了模型的实用性。     

基于核和测度的连续区间灰数Verhulst预测模型构建与应用

针对现有区间灰数Verhulst对整体呈现"S"形变化特性的连续区间灰数序列模拟误差较大的问题,通过分析构造序列的特征,提出一种改进的连续区间灰数Verhulst动态预测模型,即先分别构建连续区间的核序列和测度序列,继而建立核序列的灰色Verhulst预测模型和测度序列的灰色Verhulst预测模型,最后构建区间上下界预测模型。将此模型应用于青海玉树地震伤病员人数的预测,并与多种典型Verhulst预测模型进行对比,结果表明该模型预测精度更高,模拟效果更好。     

岩石孔隙结构的统计模型

通过砂岩CT扫描实验研究了岩石孔隙的几何特征与分布规律,给出了孔隙的形心坐标,孔隙间距、孔隙数和孔径的统计特征与各自分布的概率密度函数．利用Monte Carlo法和随机数算法生成了具有相同统计参数和概率密度函数的随机数序列来模拟孔隙位置、数量和孔径的随机分布．借助FLAC如程序按照随机数序列分配的孔隙位置和统计特征构建了岩石三维孔隙结构模型．在此基础上,应用该模型研究了巴西圆盘劈裂破坏时的应力分布、单元破坏方式以及破裂单元的连通情况．研究表明：孔隙模型具有与真实岩石孔隙结构一致的孔隙统计特征和较好的几何相似性,该模型可以直观地反映孔隙特征对应力分布、破坏方式以及破裂连通性的影响．