求解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題的擬物擬人算法.pdf

1、研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測問題,是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿課題之一.它所要解決的是蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中的氨基酸序列最終如何折疊成特定的三維空間結(jié)構(gòu).在研究過程中,為了計算的可行,人們提出了許多簡化模型.盡管如此,其相應(yīng)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題仍然是具有NP難度的.因此,對其尋找高效可行的近似算法有著重要的理論價值和實際意義.擬物擬人方法是一種求解諸如NP問題和其它困難數(shù)學(xué)問題的方法.所謂擬物就是主動地向自然界學(xué)習(xí)解決問題的方法,即尋找與原始數(shù)學(xué)問題等價的物

2、理世界并觀察這個世界中物質(zhì)運動的生動形象,然后從中得出啟發(fā)并逐步形式化為算法以求解問題.擬人方法則是向人、向人類的各種社會經(jīng)驗學(xué)習(xí)解決問題的策略.擬物方法將原始問題落實為優(yōu)化問題,而在用數(shù)學(xué)方法求解優(yōu)化問題時,常常會碰到計算落入目標(biāo)函數(shù)局部極小值陷阱的困境,如何從這種困境中逃逸出來,使得計算奔向前景更好的區(qū)域,擬物方法則無能為力,而應(yīng)用擬人方法則可以設(shè)計出好的"跳出陷阱"的策略.為求解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題提出了三維歐氏空間連續(xù)模型,并為由