Toy模型蛋白质折叠问题的随机扰动粒子群解法 被引量：1

1

作者 周洪斌 吕强 温炜 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第18期234-236,248,共4页

Toy模型蛋白质折叠问题是一个计算生物学中典型的NP难题。提出了一种随机扰动粒子群结合爬山优化的算法,应用二维Toy模型进行蛋白质折叠结构预测,在Fibonacci测试序列及真实蛋白质序列上的测试结果验证了算法的良好性能。

关键词 粒子群优化算法 爬山算法 toy模型蛋白质折叠

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基于Toy模型蛋白质折叠预测的多种群微粒群优化算法研究 被引量：5

2

作者 张晓龙 李婷婷 芦进 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2008年第10期230-235,共6页

基于Toy模型的蛋白质折叠结构预测问题是一个典型的NP问题。提出了多种群微粒群优化算法用于计算蛋白质能量最小值。该算法采用了一种新的算法结构,在该结构中,每一代的种群被分为精英子种群、开采子种群和勘探子种群三部分,通过改善种... 基于Toy模型的蛋白质折叠结构预测问题是一个典型的NP问题。提出了多种群微粒群优化算法用于计算蛋白质能量最小值。该算法采用了一种新的算法结构,在该结构中,每一代的种群被分为精英子种群、开采子种群和勘探子种群三部分,通过改善种群的局部开采能力和全局勘探能力来提高算法的性能。分别采用Fibonacci蛋白质测试序列和真实蛋白质序列进行了折叠结构预测的仿真实验。实验结果表明该算法能够更精确地进行蛋白质折叠结构预测,为生物科学研究提供了一条有效途径。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 toy模型 多种群微粒群优化算法(MPSO)

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基于HNP三态模型及相对熵方法的蛋白质折叠研究 被引量：6

3

作者 苏计国 王宝翰 +2 位作者 焦雄 陈慰祖 王存新 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第5期479-484,共6页

把20种氨基酸简化为3类:疏水氨基酸(hydrophobic,H)、亲水氨基酸(hydrophilic,P)及中性氨基酸(neutral,N),每个氨基酸简化为一个点,用其C!原子来代替.采用非格点模型,以相对熵作为优化函数,进行蛋白质三维结构预测.为了与基于相对熵方... 把20种氨基酸简化为3类:疏水氨基酸(hydrophobic,H)、亲水氨基酸(hydrophilic,P)及中性氨基酸(neutral,N),每个氨基酸简化为一个点,用其C!原子来代替.采用非格点模型,以相对熵作为优化函数,进行蛋白质三维结构预测.为了与基于相对熵方法的蛋白质设计工作进行统一,采用了新的接触强度函数.选用蛋白质数据库中的天然蛋白质作为测试靶蛋白,结果表明,采用该模型和方法取得了较好的结果,预测结构相对于天然结构的均方根偏差在0.30～0.70nm之间.该工作为基于相对熵及HNP模型的蛋白质设计研究打下了基础. 展开更多

关键词 氨基酸简化模型 相对熵 蛋白质折叠

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求解HP模型蛋白质折叠问题的改进PERM算法 被引量：7

4

作者 陈矛 黄文奇 吕志鹏 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1456-1461,共6页

pERM是一种用来求解基于HP模型的蛋白质折叠问题的高效算法.在介绍PERM算法核心思想的基础上,对影响算法效率的因素做了改进:重新定义了权重和权重预测公式,并对选择动作时不同情况下的权重计算公式进行了统一,得到了改进的PERM算法.对... pERM是一种用来求解基于HP模型的蛋白质折叠问题的高效算法.在介绍PERM算法核心思想的基础上,对影响算法效率的因素做了改进:重新定义了权重和权重预测公式,并对选择动作时不同情况下的权重计算公式进行了统一,得到了改进的PERM算法.对当前文献中的多个典型算例进行了测试,并与Monte Carlo算法和PERM进行了比较.结果表明,改进后的PERM算法在计算速度上比PERM有明显提高,在速度和优度上远高于Monte Carlo算法.特别是对链长为46的算例,找到了比文献中报道的结果能量更低的构形. 展开更多

关键词 NP难 蛋白质折叠 HP模型 增长型算法 PERM算法

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求解HP模型蛋白质折叠问题的启发式算法 被引量：3

5

作者 陈矛 黄文奇 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第11期174-176,共3页

构造了一个新的数学模型,把三维HP模型的蛋白质折叠问题由一个有约束的优化问题转化为无约束的优化问题,通过建立相对坐标和邻域结构,提出了一个局部搜索算法,并对文献中的链长不同的7个算例进行了测试。结果表明,该算法能在较短时间内... 构造了一个新的数学模型,把三维HP模型的蛋白质折叠问题由一个有约束的优化问题转化为无约束的优化问题,通过建立相对坐标和邻域结构,提出了一个局部搜索算法,并对文献中的链长不同的7个算例进行了测试。结果表明,该算法能在较短时间内找到其中5个算例的最优能量构形,对另外2个难例,则可以找到能量仅比最优构形高一个单位的次优构形。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 HP模型 启发式算法

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一种在格点模型上模拟蛋白质折叠结构的优化算法

6

作者 刘景发 宋蓓蓓 +2 位作者 刘朝霞 孙媛媛 黄维波 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第7期712-718,共7页

蛋白质折叠问题是生物信息学中一个经典的多项式复杂程度的非确定性(non-deterministic polynomial,NP)难度问题.势能曲面变平法(ELP)是一种启发式的全局优化算法.通过对ELP方法中的直方图函数提出一种新的更新机制,并将基于贪心策略的... 蛋白质折叠问题是生物信息学中一个经典的多项式复杂程度的非确定性(non-deterministic polynomial,NP)难度问题.势能曲面变平法(ELP)是一种启发式的全局优化算法.通过对ELP方法中的直方图函数提出一种新的更新机制,并将基于贪心策略的初始构象的产生,基于牵引移动的邻域搜索策略与ELP方法相结合,为面心立方体(FCC)格点模型的蛋白质折叠问题提出一种改进的势能曲面变平(ELP+)算法.采用文献中9条常用序列作为测试集.对于每条序列,ELP+算法均能找到与文献中的算法所得到的最低能量相等或更低的能量.实验结果表明,ELP+算法是求解FCC格点模型的蛋白质折叠问题的一种有效算法. 展开更多

关键词 蛋白质折叠问题 势能曲面变平法 牵引移动 FCC格点模型

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利用隐马尔科夫模型识别蛋白质折叠类型

7

作者 李晓琴 仁文科 刘岳 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1103-1109,共7页

以70种蛋白质折叠为研究对象,对每种折叠,选择序列同一性小于25%、样本量大于3的代表性蛋白质为训练集,采用机器和人工结合的办法进行结构比对,产生序列排比,经过训练得到了适合每种折叠的概形隐马尔科夫模型(profile HMM)用于该折叠类... 以70种蛋白质折叠为研究对象,对每种折叠,选择序列同一性小于25%、样本量大于3的代表性蛋白质为训练集,采用机器和人工结合的办法进行结构比对,产生序列排比,经过训练得到了适合每种折叠的概形隐马尔科夫模型(profile HMM)用于该折叠类型的识别.对Astral1.65中的9 505个蛋白质结构域样本进行单模型识别,平均敏感性和特异性分别为91.93%和99.95%,Matthew相关系数为0.87.在折叠类型水平上,与Pfam和SUPERFAMILY单纯使用序列比对构建的HMM相比,所用模型数量显著减少,仍然保持很高的识别效果.结果表明:对序列相似度很低但具有相同折叠类型的蛋白质,可以通过引入结构比对的方法建立统一的HMM模型,实现高准确率的折叠类型识别. 展开更多

关键词 蛋白质 折叠类型识别 隐马尔科夫模型 结构比对

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格子模型中蛋白质折叠的有效运动集

8

作者 李小妹 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第10期177-180,共4页

改进的遗传算法应用格子模型的一种新的运动集来优化蛋白质折叠过程。谊新的运动集包含所有时称构象以及传统的运动模式,使其更适用于蛋白质折叠模拟。通过在格子模型中的实验我们发现,利用新的运动集明显优于传统使用的运动集。改进的... 改进的遗传算法应用格子模型的一种新的运动集来优化蛋白质折叠过程。谊新的运动集包含所有时称构象以及传统的运动模式,使其更适用于蛋白质折叠模拟。通过在格子模型中的实验我们发现,利用新的运动集明显优于传统使用的运动集。改进的遗传算法是一种进化算法,该算法适合搜索任何HP序列。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 格子模型 运动集

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蛋白质折叠类型的分类建模与识别 被引量：8

9

作者 刘岳 李晓琴 +1 位作者 徐海松 乔辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2558-2564,共7页

蛋白质的氨基酸序列如何决定空间结构是当今生命科学研究中的核心问题之一.折叠类型反映了蛋白质核心结构的拓扑模式,折叠识别是蛋白质序列-结构研究的重要内容.我们以占Astral 1.65序列数据库中α,β和α/β三类蛋白质总量41.8%的36个... 蛋白质的氨基酸序列如何决定空间结构是当今生命科学研究中的核心问题之一.折叠类型反映了蛋白质核心结构的拓扑模式,折叠识别是蛋白质序列-结构研究的重要内容.我们以占Astral 1.65序列数据库中α,β和α/β三类蛋白质总量41.8%的36个无法独立建模的折叠类型为研究对象,选取其中序列一致性小于25%的样本作为训练集,以均方根偏差(RMSD)为指标分别进行系统聚类,生成若干折叠子类,并对各子类建立基于多结构比对算法(MUSTANG)结构比对的概形隐马尔科夫模型(profile-HMM).将Astral 1.65中序列一致性小于95%的9505个样本作为检验集,36个折叠类型的平均识别敏感性为90%,特异性为99%,马修斯相关系数(MCC)为0.95.结果表明:对于成员较多,无法建立统一模型的折叠类型,基于RMSD的系统分类建模均可实现较高准确率的识别,为蛋白质折叠识别拓展了新的方法和思路,为进一步研究奠定了基础. 展开更多

关键词 蛋白质折叠类型 均方根偏差 系统聚类 隐马尔科夫模型 折叠识别

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Globin-like蛋白质折叠类型识别 被引量：8

10

作者 任文科 徐海松 李晓琴 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第5期548-554,共7页

蛋白质折叠类型识别是蛋白质结构研究的重要内容.以SCOP中的Globin-like折叠为研究对象,选择其中序列同一性小于25%的17个代表性蛋白质为训练集,采用机器和人工结合的办法进行结构比对,产生序列排比,经过训练得到了适合Globin-like折叠... 蛋白质折叠类型识别是蛋白质结构研究的重要内容.以SCOP中的Globin-like折叠为研究对象,选择其中序列同一性小于25%的17个代表性蛋白质为训练集,采用机器和人工结合的办法进行结构比对,产生序列排比,经过训练得到了适合Globin-like折叠的概形隐马尔科夫模型(profile HMM)用于该折叠类型的识别.以Astral1.65中的68057个结构域样本进行检验,识别敏感度为99.64%,特异性100%.在折叠类型水平上,与Pfam和SUPERFAMILY单纯使用序列比对构建的HMM相比,所用模型由多于100个归为一个,仍然保持了很高的识别效果.结果表明:对序列相似度很低但具有相同折叠类型的蛋白质,可以通过引入结构比对的方法建立统一的HMM模型,实现高准确率的折叠类型识别. 展开更多

关键词 蛋白质 折叠类型识别 Globin-like 隐马尔科夫模型 结构比对

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表面活性剂辅助蛋白质体外折叠:分子模拟 被引量：3

11

作者 卢滇楠 王君 +2 位作者 刘志霞 张敏莲 刘铮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1063-1069,共7页

采用分子模拟方法考察表面活性剂与蛋白质分子之间的相互作用及其对蛋白质折叠过程热力学特性的影响,蛋白质分子构建采用HP模型并引入了方阱类势函数.模拟结果显示:模型蛋白分子的某些折叠中间态会陷入局部能量最低状态而无法完成折叠;... 采用分子模拟方法考察表面活性剂与蛋白质分子之间的相互作用及其对蛋白质折叠过程热力学特性的影响,蛋白质分子构建采用HP模型并引入了方阱类势函数.模拟结果显示:模型蛋白分子的某些折叠中间态会陷入局部能量最低状态而无法完成折叠;弱疏水性表面活性剂对模型蛋白的稳定性影响小,但可有效地帮助处于局部能量最低状态的蛋白折叠中间态通过能量壁垒而实现折叠;强疏水性表面活性剂则可与蛋白质形成高稳定性的复合物而阻止折叠的进行,需将其脱除才能使折叠过程重新开始.模拟结果还显示:表面活性剂的加入会使蛋白质折叠中间态更加丰富,从而能够光滑折叠过程中的能量阱;表面活性剂与变性环境对于蛋白质的折叠具有协同效应.模拟结果与文献报道的实验结果具有一致性,显示分子模拟的方法在揭示蛋白质折叠过程的微观机理以及表面活性剂类折叠助剂的分子设计方面有很好的应用前景. 展开更多

关键词 分子模拟 HP模型 表面活性剂 折叠中间态 动态MonteCarlo模拟 蛋白质体外折叠

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基于遗传算法的蛋白质折叠模拟系统 被引量：10

12

作者 倪红春 王翼飞 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2001年第4期359-364,共6页

在模拟蛋白质折叠的遗传算法基础上 ,采用晶格模型 ,设计了一个用于蛋白质折叠模拟的软件系统 ,并举例说明该系统的用法 .该蛋白质折叠模拟系统可用于蛋白质折叠预测和蛋白质进化研究 。

关键词 蛋白质折叠模拟 遗传算法 晶格模型 折叠预测 分子设计 进化

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改进的蚁群算法求解蛋白质折叠问题 被引量：4

13

作者 陆恒云 杨根科 +1 位作者 潘常春 孙凯 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第8期1786-1788,1816,共4页

针对蛋白质折叠问题的二维格点模型(2DHP)提出了一种改进的蚁群算法(ACO)。受链生长型算法Pruned-Enriched Rosenbluth Method(PERM)的启发,在计算迹的时候增加了一个新的信息量,使得改进后的蚁群算法具有较快的收敛速度,同时采用基于... 针对蛋白质折叠问题的二维格点模型(2DHP)提出了一种改进的蚁群算法(ACO)。受链生长型算法Pruned-Enriched Rosenbluth Method(PERM)的启发,在计算迹的时候增加了一个新的信息量,使得改进后的蚁群算法具有较快的收敛速度,同时采用基于极值动力学的优化方法(EO)进行局部搜索。求解基准实例的结果表明,该算法能够在保证解质量的前提下能大大缩短计算时间。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 格点模型 蚁群算法 极值优化 增长型算法

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求解蛋白质折叠问题的模拟退火算法 被引量：3

14

作者 陈矛 黄文奇 吕志鹏 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2007年第1期75-78,共4页

通过构造新的数学模型,把三维AB模型的蛋白质折叠问题由一个带约束的优化问题转化为无约束优化问题,然后提出一个模拟退火算法.对如何得到初始构形,提出了一个启发式策略.实算结果表明,本文算法效率较高,对四条氨基酸测试序列,本文算法... 通过构造新的数学模型,把三维AB模型的蛋白质折叠问题由一个带约束的优化问题转化为无约束优化问题,然后提出一个模拟退火算法.对如何得到初始构形,提出了一个启发式策略.实算结果表明,本文算法效率较高,对四条氨基酸测试序列,本文算法得到的最低能量都要优于nPERM算法得到的结果. 展开更多

关键词 蛋白质折叠问题 AB非格点模型 NP难度

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一种改进人口迁移算法在蛋白质折叠模拟中的应用 被引量：2

15

作者 王建勇 陈华锋 +2 位作者 莫忠息 牛晓辉 李治 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第2期83-85,共3页

PMA(Population Migration Algorithm)算法已在蛋白质非晶格模型中做了模拟测试,结果表明具有较强的全局搜索能力和稳定性。针对PMA算法的思想,提出了对算法的一种改进。使用该改进算法求解蛋白质折叠构形预测的二维非晶格模型取得了较... PMA(Population Migration Algorithm)算法已在蛋白质非晶格模型中做了模拟测试,结果表明具有较强的全局搜索能力和稳定性。针对PMA算法的思想,提出了对算法的一种改进。使用该改进算法求解蛋白质折叠构形预测的二维非晶格模型取得了较好的计算结果。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 非晶格模型 人口迁移算法 改进人口迁移算法

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蛋白质折叠的计算机模拟 被引量：8

16

作者 解伟 王翼飞 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第2期145-149,共5页

介绍了计算机模拟蛋白质折叠问题的背景、模型和意义 .在对模型问题采用 Monte- Carlo方法和单纯遗传算法得到能量最小构象的基础上 ,提出了适用的混合遗传算法 ,并通过计算机模拟试验对三种方法作了比较 .计算结果表明 ,对于蛋白质折... 介绍了计算机模拟蛋白质折叠问题的背景、模型和意义 .在对模型问题采用 Monte- Carlo方法和单纯遗传算法得到能量最小构象的基础上 ,提出了适用的混合遗传算法 ,并通过计算机模拟试验对三种方法作了比较 .计算结果表明 ,对于蛋白质折叠的二维晶格模型而言 ,混合遗传算法优于通常的 Monte- 展开更多

关键词 蛋白质折叠 遗传算法 二维晶格模型 计算机模拟

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改进二进制量子粒子群算法在蛋白质折叠中的应用 被引量：2

17

作者 赵晶 孙俊 须文波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第9期3381-3383,共3页

为了改善已有二维HP模型蛋白质折叠算法容易陷入局部最优、找不到理论最低能量构象的缺点,提出一种基于变异算子的改进二进制量子粒子群算法。采用二进制编码蛋白质序列,提出变异策略,并采用惩罚因子避免出现蛋白质重叠,最后将该算法应... 为了改善已有二维HP模型蛋白质折叠算法容易陷入局部最优、找不到理论最低能量构象的缺点,提出一种基于变异算子的改进二进制量子粒子群算法。采用二进制编码蛋白质序列,提出变异策略,并采用惩罚因子避免出现蛋白质重叠,最后将该算法应用于蛋白质序列进行测试。测试结果表明,改进算法能够找到更优的结果,算法具有一定的实用性和有效性。 展开更多

关键词 量子粒子群算法 二进制 变异 蛋白质折叠 二维HP模型 蛋白质序列

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基于模拟退火算法的蛋白质折叠问题求解 被引量：5

18

作者 黄文奇 李宗 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第7期40-41,86,共3页

论文将模拟退火思想用于蛋白质结构预测问题,并在此基础上提出改进策略,计算结果表明,对于蛋白质折叠问题模拟退火算法是有效的,改进后的模拟退火算法的计算效率优于目前常用的遗传算法和MonteCarlo方法。

关键词 蛋白质折叠 NP难问题 二维整点模型 构形 模拟退火 自重叠

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蛋白质折叠问题的蚁群优化算法研究 被引量：2

19

作者 侯金彪 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第8期297-301,329,共6页

蛋白质是一类重要的生物大分子,在生物体内占有特殊的地位,是生命的主要承担者。而研究蛋白质的折叠,是生命科学领域的前沿课题之一。在概述蚁群算法及2D HP蛋白质模型的基础上,针对蛋白质折叠问题提出一种蚁群优化算法,并用几个比较典... 蛋白质是一类重要的生物大分子,在生物体内占有特殊的地位,是生命的主要承担者。而研究蛋白质的折叠,是生命科学领域的前沿课题之一。在概述蚁群算法及2D HP蛋白质模型的基础上,针对蛋白质折叠问题提出一种蚁群优化算法,并用几个比较典型的模型对其进行仿真实验,结果表明该蚁群优化算法在求解蛋白质折叠问题时表现出了良好的性能。实践表明该算法具有很高的应用价值。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 蚁群算法 格点模型

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人口迁移算法在蛋白质折叠模拟中的应用 被引量：3

20

作者 陈华锋 谭劲英 李治 《重庆工学院学报》 2007年第5期110-112,共3页

PMA(population migration algorithm)算法具有较强的全局搜索能力和稳定性.针对PMA算法的思想,首次提出将人口迁移算法应用于蛋白质的折叠模拟中,并使用该算法求解蛋白质折叠构形预测的二维AB模型,对计算结果进行了分析.

关键词 蛋白质折叠 非格模型 人口迁移算法

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