蛋白質(zhì)需要在正確的時間出現(xiàn)在正確的亞細胞位置,并與相應(yīng)的分子結(jié)合才能正確行使它們的功能。因此,準確的獲取蛋白質(zhì)亞細胞位置對于理解蛋白質(zhì)的功能、癌癥靶向藥研發(fā)以及癌癥標記物的篩選起著不可替代的作用。早期對于蛋白質(zhì)亞細胞位置的獲取是采用傳統(tǒng)的生物分子學(xué)實驗得到蛋白質(zhì)數(shù)據(jù),研究人員再根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行亞細胞位置標注。但是,此方法消耗了大量的人力、資金和時間。因此,基于已有的海量生物數(shù)據(jù)和模式識別與機器學(xué)習(xí)理論,研究人員致力于開發(fā)自動的亞細胞位置預(yù)測模型。盡管現(xiàn)有的預(yù)測模型對于人類、動物和植物蛋白質(zhì)的亞細胞位置預(yù)測取得了令人鼓舞的效果,但是這些預(yù)測模型幾乎是基于蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù),這導(dǎo)致無法準確捕獲蛋白質(zhì)在不同生化環(huán)境中的表達和分布變化,例如:當(dāng)目標蛋白質(zhì)所在人體組織發(fā)生癌變時。相反,蛋白質(zhì)圖像可以準確直觀的反映蛋白質(zhì)在人體組織中的表達情況,例如:組織的紋理分布、輪廓、邊緣和顏色信息,使的基于蛋白質(zhì)圖像數(shù)據(jù)的預(yù)測模型能夠精確捕獲蛋白質(zhì)在正常與癌癥人體組織中的分布模式,從而高效的完成癌癥標記物的篩選和臨床醫(yī)學(xué)試驗。因此,本文采用了蛋白質(zhì)圖像數(shù)據(jù)作為研究對象,通過挖掘蛋白質(zhì)圖像的頻域信息以及采用深度學(xué)習(xí)... 

【文章來源】：江西科技師范大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

在人類正常以及癌癥組織中，蛋白質(zhì)圖片和蛋白質(zhì)序列的對比

第1章緒論9圖1-2本文結(jié)構(gòu)簡述本文的具體結(jié)構(gòu)安排如下：第一章主要介紹了精確預(yù)測蛋白質(zhì)圖像亞細胞位置的研究意義和本文所做的主要工作。第二章主要介紹了蛋白質(zhì)和亞細胞位置的基本知識以及蛋白質(zhì)圖像領(lǐng)域內(nèi)常用的特征提取方法。第三章主要介紹了本研究中提出的基于單演多尺度解析信號和圖像強度編碼的多標記蛋白質(zhì)圖像亞細胞位置預(yù)測模型MIC_Locator。第四章主要介紹了本文中提出的基于注意力機制和殘差網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型AR_Locator。第五章總結(jié)與展望。

第2章背景知識介紹10第2章基礎(chǔ)知識簡述在后基因時代，盡管大量的蛋白質(zhì)序列可以被研究人員通過測序技術(shù)獲得，但是序列信息仍然無法直觀的刻畫蛋白質(zhì)在不同組織生理環(huán)境中的表達和分布情況，例如：蛋白質(zhì)在正常和癌癥組織中。隨著電子顯微鏡的快速發(fā)展，研究人員嘗試通過電子顯微鏡對蛋白質(zhì)在組織和細胞中直接進行觀測，海量的蛋白質(zhì)圖像被獲得。由于蛋白質(zhì)圖像可以極大的反映蛋白質(zhì)在組織及細胞中的分布以及表達，在癌癥標記物篩查、癌癥臨床診斷和靶向藥的研發(fā)中蛋白質(zhì)圖像均被大量的使用。海量的蛋白質(zhì)圖像數(shù)據(jù)，導(dǎo)致以往通過專家做生物實驗來獲取蛋白質(zhì)亞細胞位置的方法越來越無法適應(yīng)數(shù)據(jù)的增長。因此，國內(nèi)外大量的研究人員開始嘗試使用模式識別與機器學(xué)習(xí)的方法來構(gòu)建亞細胞位置預(yù)測模型，從而自動的對蛋白質(zhì)圖像的亞細胞位置進行分類及預(yù)測。從機器學(xué)習(xí)的角度，自動化的預(yù)測模型構(gòu)建過程主要分為以下4個步驟：（1）收集和整理基準數(shù)據(jù)集。（2）高效的圖像特征提取方法。（3）分類器的建立。（4）預(yù)測模型性能的評估。本章主要介紹蛋白質(zhì)、亞細胞位置、蛋白質(zhì)圖像和常用的蛋白質(zhì)圖像數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識。2.1蛋白質(zhì)基礎(chǔ)知識細胞是人體構(gòu)成的基本單位，人體的一切生命活動都離不開細胞的參與。在細胞中，有無數(shù)個蛋白質(zhì)分子，它們是生命活動的主要承擔(dān)者[65]。蛋白質(zhì)是生物大分子，由一個或多個氨基酸組成[66]。蛋白質(zhì)主要的功能包括：代謝反應(yīng)的催化、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)移生物分子等等。蛋白質(zhì)之間的主要差異是由氨基酸序列所決定，這導(dǎo)致蛋白質(zhì)具有不同的結(jié)構(gòu)和組成成分，從而導(dǎo)致其功能各異。圖2-1氨基酸結(jié)構(gòu)通式示意圖盡管蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能各不相同，但是蛋白質(zhì)都是由氨基酸通過脫水縮

【參考文獻】：
期刊論文
[1]卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J]. 周飛燕,金林鵬,董軍.  計算機學(xué)報. 2017(06)
[2]生物信息學(xué)在藥物研究和開發(fā)中的應(yīng)用[J]. 王可鑒,賀林,楊侖.  中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2014(01)
[3]當(dāng)前生物信息學(xué)的重要研究任務(wù)[J]. 陳潤生.  生物工程進展. 1999(04)
[4]細胞:生命活動的基本單位[J]. 丁小燕.  科學(xué). 1998(04)



本文編號：3382646