基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的林木蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測研究.pdf

1、林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測研究是林學(xué)領(lǐng)域的重要課題。它對于進(jìn)一步認(rèn)識森林動態(tài)機(jī)理,提高森林資源信息管理水平,改進(jìn)森林保護(hù)藥物的設(shè)計和對森林生物學(xué)的研究都具有重要的學(xué)術(shù)意義。
　　 本研究對林木蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測問題進(jìn)行了研究。首先對國內(nèi)外的林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述；接著用BP網(wǎng)絡(luò)比較四種氨基酸殘基數(shù)學(xué)編碼方式在不同H(隱含層神經(jīng)元數(shù))下的預(yù)測準(zhǔn)確率；最后用較好的數(shù)學(xué)編碼方式對林木蛋白質(zhì)進(jìn)行預(yù)測,并得出預(yù)測模型。其主要研究內(nèi)容

2、和成果如下:
　　 (1)國內(nèi)外林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測研究進(jìn)展
　　 到目前為止,沒有發(fā)現(xiàn)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測研究的。而對于林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的獲取主要采用實驗方法(X射線晶體衍射法和核磁共振波譜法)。研究主要集中在楊屬和橡膠屬的樹種上,對于松科、紫檀屬、薔薇科樹種及銀杏、杜仲也略有研究。最早林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獲得是1983-11-02關(guān)于黑楊(populus nigra)傳輸?shù)鞍?electron transro

3、rt protein)的獲得,林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)獲得速度很慢,僅每年平均獲得3個林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
　　 總體來看,林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究較少,林木蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究發(fā)展空間巨大。
　　 (2)4種氨基酸殘基數(shù)學(xué)編碼方式的比較研究
　　 用四種常用的數(shù)學(xué)編碼方式[-l,1]編碼、五位編碼、正交編碼、二十一位編碼對林木蛋白質(zhì)的氨基酸殘基進(jìn)行編碼,然后利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比較四種編碼方式預(yù)測精度的高底。結(jié)果表明,[-1,1]編碼簡單、

4、易懂且較其它3種編碼方式得到的預(yù)測精度要高,二十一位編碼、正交編碼、五位編碼次之。
　　 (3)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測模型
　　 本研究從24個林木蛋白質(zhì)中共提取約2600個氨基酸進(jìn)行了預(yù)測研究。利用[-1,1]編碼方式對提取的氨基酸進(jìn)行編碼,然后進(jìn)行BP訓(xùn)練,經(jīng)過仿真效果分析、擬合和預(yù)測精度分析,得出林木蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的模型。該模型整體預(yù)測精度為65.17％,對于H的預(yù)測精度可高達(dá)到81.40％,與以