基于混沌理论的蛋白质序列特性的研究

蛋白质序列特性的研究对于蛋白质的结构及功能具有重要意义。该文为了研究蛋白质序列是否具有混沌行为,先将蛋白质序列通过氨基酸电子离子相互作用势(electron interaction potential,EIIP)转化为时间序列,再根据混沌理论对其进行相空间重构,利用去偏自相关系数,经典G-P算法确定系统的时间延迟t和嵌入维数m,系统的最大Lyapunov指数则用改进的最大Lyapunov指数计算方法计算,其结果绝大多数为正,从而确认了蛋白质时间序列的混沌行为,并对特例进行了说明。     

基于氨基酸特征序列的蛋白质结构分析

针对蛋白质序列中氨基酸的核苷酸组成部分及其相关特征信息,提出另外的σ-等序列的概念,并讨论了其主要特征与次要特征,可作为对蛋白质进行定性和定量比较的一种方法,用来判断这些物种的同源性和相似性程度。然后,对所取的全α螺旋,全β折叠和αβ类序列,利用σ-,τ-,στ序列的概念,给出蛋白质序列的相关氨基酸特征序列。同时对三类共18个蛋白质序列进行数值刻划,给出数值刻划图并进行分析。     

蛋白质序列混沌特性的研究

为了研究蛋白质序列的特性,首先采用非线性预测方法,得到蛋白质序列的总体误差平均值图。并通过与随机序列,混沌序列的总体误差平均值图相比较,发现蛋白质序列有别于随机序列,和混沌序列很相似,则猜测蛋白质序列具有混沌特性。为了验证该猜测,将蛋白质序列通过混沌随机游走描述方法转化为时间序列,并计算其最大Lyapunov指数。在选取的时间延迟和嵌入维数下,每类蛋白质序列的最大Lyapunov指数都大于零,从而得出蛋白质序列具有混沌特性的结论。