基于图的蛋白质相互作用网络比对方法

论文摘要

随着生物信息学的发展，人们研究集中在蛋白质和DNA等生物大分子。蛋白质分子在生物体内执行着各项重要任务，而蛋白质相互作用是维持细胞结构和功能的基础，因此对蛋白质相互作用网络的研究具有重要意义。其中一类很重要的研究工作就是对蛋白质相互作用网络进行比对分析，通过网络比对可进行蛋白质功能预测以及保守功能模块的挖掘等。蛋白质相互作用网络比对的一个关键问题就是计算蛋白质的相似度，它一般是通过蛋白质的序列比对得到的，但其应用具有一定的局限性，于是本文提出了一种基于图的蛋白质相似度计算方法GSim，它综合了蛋白质序列的相似性以及蛋白质相互作用网络的特性，并通过实验证明这种计算方法更加科学。现有一种网络比对算法把比对问题转化成矩阵的特征值问题，通过求解得到两个网络比对的相似性向量，然后提取蛋白质的映射关系，最后挖掘保守模块。本文改进了该算法，加入了邻居蛋白质之间的序列相似性，并在fly和yeast两个物种的蛋白质相互作用网络中分别对改进前后两种情况进行实验分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的背景及其研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的工作以及组织结构
• 第二章 网络比对的相关问题
• 2.1 图论与蛋白质相互作用网络
• 2.1.1 图的相关理论
• 2.1.2 蛋白质相互作用网络
• 2.2 网络比对概述
• 2.2.1 网络比对的定义
• 2.2.2 网络比对的特点
• 2.2.3 网络比对的分类
• 2.3 几种常见的网络比对算法
• 2.3.1 MaWISH 比对方法
• 2.3.2 NetworkBLAST 比对方法
• 2.3.3 Gr mlin 比对方法
• 2.3.4 Match-and-Split 比对方法
• 2.4 网络比对的应用
• 2.4.1 结构预测
• 2.4.2 功能预测
• 2.4.3 系统发生分析
• 第三章 蛋白质相似性分析
• 3.1 蛋白质相似性
• 3.1.1 蛋白质序列数据
• 3.1.2 蛋白质相似性定义
• 3.1.3 蛋白质序列比对
• 3.2 基于图的蛋白质相似性
• 3.2.1 相关定义
• 3.2.2 算法的基本思想
• 3.2.3 实验结果
• 第四章 基于图的蛋白质网络比对
• 4.1 算法的基本思想
• 4.2 算法的步骤
• 4.2.1 比对问题建模
• 4.2.2 相似性计算
• 4.2.3 映射关系提取
• 4.2.4 保守模块搜索
• 4.3 算法的改进
• 4.4 实验结果及分析
• 4.4.1 合成数据实验
• 4.4.2 真实数据实验
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果