关于药物协同作用的几种计算方法

如何计算药物的相互作用，是一个长期存在争论的问题。本文介绍了药物之间相互加和、协同和拮抗的等高线定义，介绍了药物相互作用的几种常用计算方法：方差分析交互作用项法、半剂量法及等高线法，以及在非标准实验设计的情况下利用等高线进行分析的方法，并就几种方法的优缺点进行了讨论。作用认为，在这一问题的最佳数学方法最终确立之前，等高线法可能是一个较为理想的分析手段。     

黄芪根产量的相关性研究

为寻找利用黄芪地上器官计算根产量的方法，我们调查了１～３年生不同生长时期茎高度、地上部分与地下部分（根）风干重量，利用直线相关和回归的有关方程，计算了茎高度和地上部分风干重、茎高度与地下部分（根）风干重，地上部分风干重与地下部分（根）风干重的相关性，提出了黄芪根产量的若干公式。并在以后的实践中验证了这些公式。结果证明，利用果期地上部分与地下部分风干重相关性公式，可以从地上部分风干重计算黄芪根产量。     

基于混沌优化算法的多信号分类脑磁图源定位方法

如何利用实验测得的脑磁图数据准确定位脑磁图源的真实活动位置是脑功能研究和临床应用中的一个关键问题.在脑磁活动源定位问题中,多信号分类算法是被广泛研究和采用的一类方法.为了克服多信号分类算法及其改进算法--递归多信号分类算法全局扫描时速度太慢的缺点,提出了一种基于混沌优化算法的脑磁图源定位新方法.该方法利用混沌运动遍历性的特点估计目标函数的全局最大值,进行初步的脑磁图源定位;然后,在小范围内结合网格的方法,进一步进行精确的定位.实验结果表明,此方法可实现多个脑磁图源的定位,并且定位速度大大加快,同时又能达到所要求的定位精度.     

生物学中的计算题归类

正确解答细胞、新陈代谢、遗传学、生态学等知识点的计算题,不仅需要对图表的正确识别与分析,对生物学知识的深刻理解与运用,而且还需运用数学、物理、化学等学科的计算方法与技巧,有利于发展学生综合运用跨学科知识解决实际问题的能力。现将高中生物学中有关的计算题归类如下:     

基于滑动窗口的原核转录起始位点计算定位方法

转录起始位点的计算定位是基因转录调控研究的重要内容,但现有方法的识别性能较低。文章作者在已有原核启动子识别算法的基础上,提出了一种基于滑动窗口的原核转录起始位点计算定位方法,通过在合理限定的定位范围内对序列进行滑动扫描,来预测转录起始位点的位置。首先根据窗口序列的交迭组分特征和启动子其它特征分别建立二次判别分类器,用其计算对应位置的似然得分,再利用转录起始位点与翻译起始位点的间隔经验分布信息对似然得分进行修正,最后依照似然得分的分布情况由阈值定位算法确定预测位置。对大肠杆菌真实序列数据的测试结果表明,该定位算法可实现对真实转录起始位点位置的有效预测,与已有算法相比,当敏感性指标同为0.85左右时,特异性指标可从0.20提高至0.65,从而使得定位准确率提高了约20个百分点。     

β-TCP支架体外构建组织工程骨及其流体力学研究

骨髓基质干细胞在β-tricalciumphosphate(β-TCP)支架上分别进行了1、2和4周的三维动态培养,对支架上不同时间和部位的细胞面积/微孔面积及支架动态培养的流体环境进行了研究.研究表明,第1周细胞在支架大部分孔道内粘附生长并出现一定区域的单细胞层和多细胞层,第2周部分区域的部分孔道已填满了细胞并出现多细胞层,第4周大部分孔道几乎填满了细胞,主管道内壁出现了较多的细胞生长.同时发现,支架上各个区域细胞粘附面积不等,部分区域无细胞存在,有的部位2周后细胞逐渐减少.为了研究支架各个位置细胞増殖与流速、剪切应力的关系,建立了支架随机孔道结构的流体分析模型,通过支架上流速和剪切应力分布探讨实验中细胞分布现象的机理.结合计算和实验发现,流体能流到的部位几乎都有细胞生长,细胞生长较快的部位速度大多集中在0.24～0.53mm/s,剪切力大多在0.0050～0.023Pa,主管道底部及靠近进口的部位可能存在由于过大的剪切力影响细胞生长的区域.上述结果在一定程度上反映了细胞-支架-流体三者在成骨转化过程中的作用,对指导体外灌注培养的流量确定、灌注工艺及骨转化动力学研究有重要的意义.     

利用序列保守模体和局部构象信息预测转录因子结合位点

转录因子结合位点的计算预测是研究基因转录调控的重要环节,但常用的位置特异得分矩阵方法预测特异性偏低.通过深入分析结合位点的生物特征,提出了一种综合利用序列保守模体和局部构象信息的结合位点预测方法,以极大相关得分矩阵作为保守模体的描述模型,并根据二苷参数模型计算位点序列的局部构象,将两类信息得分组合为多维特征向量,在二次判别分析的框架下进行训练和滑动预测.预测过程中还引入了位置信息量以优化似然得分和过滤备选结果.针对大肠杆菌CRP和Fis结合位点数据的留一法测试结果表明,描述模型的改进和多种信息的融合能有效地改善预测方法的性能,大幅度提高特异性.     

人精子特异性乳酸脱氢酶结构和功能的计算生物学分析

精子特异性乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）,又称乳酸脱氢酶C4（lactate dehydrogenase C4,LDH-C4）,特异性地存在于哺乳动物发育成熟的睾丸组织中,与精子的生成、代谢、获能等有密切关系. 根据GenBank数据库中人LDH-C4氨基酸序列（P07864）,利用PROSITE数据库预测人LDH-C4的功能基序|利用Clustalw2、TreeView1.6.6进行LDH-C4进化树的构建|利用I-TASSER软件预测人LDH-C4的二、三、四级结构以及功能位点. 结果表明：在190~196位有1个LDH活性位点,该位点为脊椎动物各亚型乳酸脱氢酶共有的催化位点,为进化中的1个保守序列|从进化树来看,LDHC和LDHB的亲缘关系比较近|人LDH-C4与小鼠LDH-C4的二级、三级结构具有很高的相似性|LDH-4属乳酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶（LDH-MDH）超家族中的LDH-(cd05293）家族的成员,属于NAD依赖性酶,拥有LDH-1家族具备的基本结构特点. 以上结果为研究LDH-C4基因突变对其功能的影响打下基础.     

CT灌注成像在兔早期肝硬化诊断中的应用价值研究

目的:探讨CT灌注成像在兔早期肝硬化诊断中的应用价值。方法:将55只新西兰大白兔随机分为2组,其中实验组45只,对照组10只。实验组给予皮下注射葡萄籽油稀释的50%CCL4,1次/4天,前4次剂量为1.0 m L/kg,第5次剂量为1.35 m L/kg,共注射20次。对照组采用同样方法只注射相同剂量的生理盐水。每注射4次后分别对实验组兔7只和正常对照组兔2只做螺旋CT灌注扫描,分析灌注参数,同时做相应的病理学观察,将二者进行比较及统计学分析。结果:注药4次末,兔血清ALT及AST明显高于注药前,注药8次末,兔血清ALT及AST最高,之后兔血清ALT及AST轻度减低,注药前后兔血清ALT及AST的变化有统计学意义(P0.05)。而血清(ALB)水平变化不明显,仅在注药16次末后,ALB水平稍减低,但差异无统计学意义。对照组肝脏灌注参数正常,实验组从注药4次开始,HAP呈上升趋势,但注药4次末及注药8次末,实验组及对照组之间差异无统计学意义(P0.1),注药12次末后二者之间差异有统计学意义(P0.05);而HPP、HBF及HBV呈下降趋势,MTT逐渐延长,与对照组的差异均有统计学意义(P0.05)。随兔血清ALT及AST的升高,HAP逐渐升高,MTT逐渐延长,而HPP、HBF及HBV逐渐减低。实验组肝小叶正常结构破坏,肝实质被纤维组织分割成大小不一、圆形或近圆形结节(假小叶),间隔较窄,炎症轻,结节边界尚整齐;汇管区内门脉小支扩张,壁增厚。对照组肝小叶结构规整,肝板排列有序,汇管区无扩大,其内个别炎细胞浸润,肝小叶内偶见点灶状坏死。结论:全肝CT灌注功能成像可为早期肝硬化的诊断提供影像学依据,将灌注征象与病理学变化结合有利于肝硬化的早期诊断和治疗。     

基于多重计算设计策略提高奇异变形杆菌脂肪酶的热稳定性

来自奇异变形杆菌的脂肪酶（Proteus mirabilis lipase,PML）具有较好的有机溶剂耐受性,在生产生物柴油等领域有广泛的应用潜力。然而,其热稳定性仍有待提高以更好地适应工业生产。近年来,基于计算机辅助的多种计算设计策略的发展为酶的热稳定性改造提供了更多的思路。文中首先选择了3种基于互补算法的软件ABACUS、PROSS以及FoldX为正筛对PML进行计算设计,选择其两两交集,利用PSSM序列保守性分析和GREMLIN共进化分析两种负筛进一步缩小突变文库,得到18个单点突变设计。经实验验证,有7个T_m提高的突变体,其中K208G和G206D的ΔT_m最高,分别为3.75℃和3.21℃。选择其中5个酶活高于野生型的突变体利用贪婪累积策略进行组合,最终五点组合突变体M10的T_m提高了10.63℃,相对酶活为野生型的140%。组合过程中K208G和G206D展现出了一定的上位性,为M10热稳定性的提高作出了主要贡献。分子动力学模拟表明在突变位点及附近区域有新的作用力产生,G206D/K208G附近作用力的重排可能...