信息动力学与生物信息学 蛋白质与蛋白质组的结构分析 英文版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 概论1

1.1 常用符号1

1.1.1 英文大、小写字母与希腊字母的表示1

1.1.2 数学函数公式与符号的表示4

1.1.3 一些重要的单位符号5

1.2 主要内容与结果6

1.2.1 ID的理论要点6

1.2.2 蛋白质一级结构的语义分析7

1.2.3 蛋白质空间结构的ID分析10

1.2.4 蛋白质空间结构的动力学问题11

1.2.5 蛋白质的三维结构研究13

1.2.6 蛋白质空间形态的研究15

1.3 其他问题的说明16

1.3.1 关于数据库与数据处理中的一些问题16

1.3.2 对本书附带光盘的说明17

第一部分 基本原理与方法21

第2章 ID与生物信息学21

2.1 ID概述21

2.1.1 ID的目的与意义21

2.1.2 ID与物理学23

2.1.3 ID的主要研究方法25

2.1.4 ID所存在的问题与注意事项27

2.2 生物信息学简介28

2.2.1 生物信息学的研究目标与特征28

2.2.2 生物信息学的范畴与内容29

2.2.3 后基因组研究中的一些问题30

2.3 对光盘的说明32

2.3.1 数据库的选择与预处理32

2.3.2 对光盘中文件的说明33

2.3.3 光盘阅读的注意事项34

第3章 ID的基本原理与方法36

3.1 ID的研究对象与数据库的类型与要素36

3.1.1 数据库的类型与结构特征36

3.1.2 数据库的基本要素37

3.1.3 人类自然语言文字与生物信息语言的比较40

3.2 信息统计分析法42

3.2.1 IDF的一般定义与性质42

3.2.2 三种特殊类型的IDF43

3.2.3 由交互信息与条件概率产生的IDF45

3.2.4 IDF的若干性质47

3.2.5 局部词与局部词词库48

3.3 组合分析法与图论的概述49

3.3.1 组合分析法的目的、内容与意义49

3.3.2 有关图与树的基本知识52

3.4 数据库的核心词与核心词词库54

3.4.1 有关数据结构的记号与说明54

3.4.2 核心词的定义与性质55

3.4.3 核心词词库递推计算法57

第4章 语义分析概论59

4.1 词与词法分析要点59

4.1.1 词库的词法与句法分析的几个基本概念59

4.1.2 有关词法分析的一些定义、记号与模型60

4.1.3 词库中词的网络结构关系62

4.1.4 有关极小树网图结构的一些定义62

4.1.5 核心词的词法分析64

4.2 词与句的结构关系与同源蛋白质组的类型分析65

4.2.1 词与句的关系数据库65

4.2.2 由关系数据库作有关语法问题的讨论68

4.2.3 网络结构中的布尔代数69

4.3 句或蛋白质的信息动力函数（SIDF或PIDF）70

4.3.1 引进PIDF的基本思想及其定义70

4.3.2 PIDF的随机分析概述72

4.3.3 PIDF的运动及其他类型的分析75

第5章 英语文库词法与句法结构的ID分析77

5.1 英语文库数据结构概述77

5.1.1 英语文库的选择与说明77

5.1.2 Ω0与Ω1文库的基本状况78

5.2 英语Ω0文库词库搜索与分析80

5.2.1 低阶词库搜索与分析80

5.2.2 中、高阶词库搜索与分析84

5.2.3 Ω0数据库的句法分析86

5.3 英语文库Ω1结构的信息统计分析法89

5.3.1 Ω1文库的概况89

5.3.2 IDF阈值参数的选择与局部词的搜索89

5.3.3 由IDF产生文库Ω1中的局部词90

5.3.4 由交互信息产生的IDF与高阶英语词的递推计算96

5.3.5 关于标点符号的分析99

5.4 数据库Ω1结构的组合分析法101

5.4.1 随机组合分析法的计算结果101

5.4.2 数据库Ω1中的词与核心词分析102

5.4.3 由数据库Ω0中的高阶词产生的核心词105

5.5 英语数据库Ω1的M-PIDF分析107

5.5.1 Ω1数据库的M-PIDF107

5.5.2 M-PIDF的定义与性质107

5.5.3 利用ID对英语文库分析的综述111

第二部分 蛋白质一级结构研究中的ID方法第6章 蛋白质一级结构数据库的信息统计与组合分析115

6.1 蛋白质数据库结构分析概论115

6.1.1 蛋白质结构数据库与软件包115

6.1.2 蛋白质结构分析概论117

6.1.3 SP′06数据库的一般性质118

6.2 SP′06数据库的信息统计分析122

6.2.1 氨基酸的IDF(AIDF)122

6.2.2 由SP′06数据库产生局部词的词库123

6.3 SP′06数据库的组合分析127

6.3.1 随机组合分析的计算结果127

6.3.2 SP′06数据库的核心词128

6.3.3 核心词的收缩分析130

第7章 蛋白质一级结构语义分析133

7.1 SP′06数据库词库的词法分析133

7.1.1 词库的构建与词法分析要点133

7.1.2 蛋白质中周期序列的分析134

7.1.3 词库D的极小化与极大化网络结构141

7.1.4 由短词组合所构成复合词142

7.2 SP′06数据库中词与句的关系分析143

7.2.1 词与句的关系数据库的类型与记号143

7.2.2 计算结果144

7.2.3 词与句的“覆盖率”分析146

7.3 同源蛋白质组的网络结构分析147

7.3.1 对同源蛋白质组的搜索计算148

7.3.2 同源蛋白质组的布尔网络结构152

7.3.3 利用同源蛋白质组作人造蛋白质的构造设计154

7.4 一些具有特殊结构的蛋白质159

7.4.1 重要的小肽、寡肽与小蛋白159

7.4.2 一些特殊分布类型的蛋白质161

7.4.3 游程与周期序列所对应的蛋白质164

第8章 蛋白质的IDF与PIDF分析169

8.1 关于PIDF的计算与分析169

8.1.1 关于PIDF记号的补充与计算结果169

8.1.2 PIDF的因子分析173

8.2 关于K（t）与K'（t）阵列的分析176

8.2.1 K（t）与K'（t）阵列的统计计算176

8.2.2 不同随机向量？t与？t′的数据结构分析182

8.2.3 关于互相关函数的计算的结果讨论185

8.3 数据阵列Ks的运动分析186

8.3.1 数据阵列Ks的运动方程186

8.3.2 数据阵列Ks的运动特征187

8.3.3 关于运动区域的性质189

8.3.4 计算结果与结果分析191

8.4 蛋白质M-PIDF的频谱分析193

8.4.1 频谱分析概论193

8.4.2 M-PIDF的Fourier变换195

8.4.3 不同长度蛋白质的频谱结构分析197

8.4.4 蛋白质数据库的频谱分析200

8.4.5 SP′06数据库中蛋白质M-PIDF的频谱分析200

8.5 M-PIDF的其他分析问题203

8.5.1 完全随机序列的选择与它们的M-PIDF203

8.5.2 完全随机序列M-PIDF的因子分解及其运动方程206

8.5.3 蛋白质的判定问题209

8.5.4 关于标点符号的讨论211

第三部分 蛋白质的三维结构分析215

第9章 四原子与多原子点的空间几何215

9.1 四原子点的空间几何结构215

9.1.1 空间四原子点的结构表示及其参数系215

9.1.2 基本参数系的相互关系217

9.1.3 空间四原子点的其他参数219

9.2 四原子点一些特殊结构的计算219

9.2.1 四原子点的位相分析219

9.2.2 四原子点的平面展开220

9.2.3 方程组（9.2.3）与（9.2.4）的求解计算222

9.3 多原子点结构分析的几何理论224

9.3.1 有关记号与类型224

9.3.2 五原子点的参数系226

9.3.3 若干特殊四原子或五原子点227

第10章 氨基酸的一般性质及其分子官能团230

10.1 氨基酸概论230

10.1.1 氨基酸的化学成分与性质230

10.1.2 氨基酸的相互连接235

10.1.3 遗传密码子236

10.2 氨基酸的分子结构特征238

10.2.1 氨基酸的分子结构模型238

10.2.2 氨基酸的空间形态特征240

10.2.3 氨基酸侧链中非氢原子的组合形态分析243

10.3 氨基酸中的氢原子与分子官能团245

第11章 一般空间质点系研究中的几个理论问题251

11.1 图论的补充知识251

11.1.1 着色图的定义与类型251

11.1.2 非氢原子空间结构的全着色图253

11.2 空间结构的稳定性分析254

11.2.1 稳定性的定义与类型255

11.2.2 基本几何图形的组合256

11.3 活动坐标系理论259

11.3.1 活动坐标系的定义与性质259

11.3.2 氨基酸的活动坐标系260

第12章 氨基酸的空间结构分析264

12.1 氨基酸中部分原子的结构分析264

12.1.1 一般氨基酸原子的公共特征分析264

12.1.2 甘氨酸中的原子结构266

12.1.3 脯氨酸的原子结构268

12.2 氨基酸侧链中非氢原子的空间结构270

12.2.1 非氢原子空间结构的计算271

12.2.2 按分子官能团稳定性结构模型计算272

12.2.3 活动坐标系下第2层非氢原子点的运动状况275

12.2.4 侧链中其他非氢原子点的扭动分析277

12.3 氨基酸中分子官能团的运动281

12.3.1 非氢原子绕侧链的运动问题281

12.3.2 具有环形圈的侧链结构282

12.3.3 带环形侧链的摆动与旋转284

12.4 氢原子在氨基酸中的运动变化286

12.4.1 基本分子官能团的表示与它们的形态286

12.4.2 基本分子官能团的类型与表达288

12.4.3 计算结果与分析291

12.4.4 氨基酸空间结构分析小结297

第13章 蛋白质主链的三角形拼接带300

13.1 概论300

13.1.1 蛋白质三维结构概述300

13.1.2 主链三角形拼接带的类型与参数301

13.1.3 三角形拼接带的有关性质304

13.1.4 计算结果与分析304

13.2 小三角形拼接带的结构分析306

13.2.1 小三角形拼接带的基本特征306

13.2.2 扭角分布与氨基酸的关系分析309

13.3 三角形拼接带的其他性质312

13.3.1 三角形拼接带的一些其他性质312

13.3.2 三角形拼接带的平面展开314

13.3.3 计算公式与计算结果315

第14章 主链的中位点曲线分析318

14.1 中位点曲线的定义与性质318

14.1.1 中位点曲线的定义记号与一般性质318

14.1.2 中位点曲线的有关参数的性质319

14.2 关于中位点曲线的计算与分析321

14.2.1 计算模型与结果321

14.2.2 中位点曲线与蛋白质二级结构关系问题323

14.2.3 关于β折叠结构的讨论329

14.3 中位点曲线的平面展开333

14.3.1 关于转角问题的讨论333

14.3.2 中位点曲线的平面展开335

14.3.3 中位点曲线的平面展开图的拟合与计算337

第15章 部分原子的空间结构分析342

15.1 二肽链中部分原子的空间结构342

15.1.1 部分已知结论的回顾342

15.1.2 关于A,C,O,H′,N′,A′六原子点的特性讨论344

15.1.3 部分原子点位置的预测346

15.1.4 二肽链双底座原子集合空间结构的讨论348

15.1.5 三肽链中部分原子的计算350

15.2 二肽链的中位点曲线计算350

15.2.1 二肽链的中位转角的计算结果350

15.2.2 计算结果的分析357

15.3 三肽链的中位点曲线的计算分析361

15.3.1 关于三肽链中位点曲线参数的定义与计算361

15.3.2 三肽链相间双氨酸中位点曲线参数的分布计算364

15.3.3 计算结果的分析367

15.4 四肽链的部分分子官能团分析372

15.4.1 四肽链的部分分子官能团的结构特征372

15.4.2 四肽链的部分分子官能团的参数表示373

15.4.3 四肽主链大三角形拼接带的空间形态特征分析374

15.4.4 关于计算结果的分析378

15.4.5 一些特殊的四肽链380

第16章 蛋白质三维结构动力学问题382

16.1 有关动力学中的一些概念与问题382

16.1.1 作用力的类型与意义382

16.1.2 蛋白质空间结构的形成过程383

16.2 蛋白质三维结构的运动方程385

16.2.1 决定蛋白质三维结构的参数系385

16.2.2 蛋白质三维结构的运动方程387

16.2.3 参数系ψ＊的随机分析388

16.2.4 计算结果与分析390

16.3 自由能与收敛性394

16.3.1 自由能的定义与性质394

16.3.2 自由能的优化计算与收敛性讨论395

第17章 三维结构中其他动力学问题的分析398

17.1 氢键与二硫键的分析398

17.1.1 氢键与二硫键的分析概论398

17.1.2 计算结果399

17.1.3 计算结果分析400

17.1.4 远程折叠的结构类型409

17.2 B原子点结构的讨论410

17.2.1 B原子点与主链关系的结构模型410

17.2.2 计算结果412

17.2.3 中位点曲线上的B原子结构414

17.2.4 五肽链计算分析中的重要参数417

17.3 氨基酸侧链非氢原子的梢点418

17.3.1 氨基酸中非氢原子的梢点418

17.3.2 单氨酸梢点的计算结果与分析419

17.3.3 单氨酸非氢原子梢点的极坐标计算与分析421

17.3.4 二肽链的梢点距离计算与分析424

17.4 以中位点曲线为基础的计算结果与分析428

17.4.1 对B原子的一般计算结果与分析428

17.4.2 计算结果的其他分析430

17.4.3 关于16参数的因子分析432

17.5 蛋白质三维结构中的其他ID指标435

17.5.1 蛋白质中位点曲线的折叠系数435

17.5.2 蛋白质一级结构与空间结构的比较436

17.5.3 一些具有特殊成分的蛋白质437

第四部分 蛋白质的空间形态441

第18章 蛋白质空间结构的相似性分析441

18.1 蛋白质结构的相似性问题441

18.1.1 蛋白质一级结构序列的比对441

18.1.2 蛋白质的空间形态概述442

18.1.3 拓扑空间中的一些基本概念443

18.1.4 蛋白质总体结构的参数指标444

18.1.5 对凸闭包的形态分类445

18.2 蛋白质空间形态的比对447

18.2.1 蛋白质内部结构比对的基本思路与方法447

18.2.2 离散化的蛋白质序列比对449

18.3 计算结果与分析450

18.3.1 对长度在300 AA左右的蛋白质的总体相似性分析450

18.3.2 内部结构的相似性的比对结果与分析452

18.3.3 长短蛋白质的比对与定位458

18.4 其他实例计算459

18.4.1 离散情形下的实例计算459

18.4.2 同源蛋白质族的实例比对计算463

18.4.3 其他同源蛋白质的实例比对计算466

18.4.4 连续情形下的实例计算467

第19章 空间质点系的深度理论470

19.1 空间质点系的深度分析470

19.1.1 深度分析概论470

19.1.2 深度的定义与计算472

19.2 深度的一些基本性质474

19.2.1 T深度的一般性质474

19.2.2 L深度的性质475

19.3 深度的统计分析476

19.3.1 T深度与L深度的关系分析477

19.3.2 氨基酸深度的倾向性因子计算478

19.3.3 深度倾向性因子的其他分析480

19.3.4 肽链在蛋白质中的深度预测483

19.4 空间质点系的层次函数485

19.4.1 层次函数的计算步骤与结果486

19.4.2 计算结果分析486

19.4.3 一般多面体的层次函数定义与计算488

第20章 超图与晶格489

20.1 超图的定义与性质489

20.1.1 蛋白质空间形态与空间质点系489

20.1.2 关于超图的定义与性质491

20.1.3 一般多面体的超图表示与它的表示要素493

20.1.4 对多面体的形态结构的分析495

20.1.5 实例计算496

20.2 晶格理论497

20.2.1 晶格群与晶格的定义与类型497

20.2.2 超晶格群的生成原理499

第21章 蛋白质空间形态的特征分析501

21.1 蛋白质的空间形态概论501

21.1.1 蛋白质的空间形态中的复杂特征501

21.1.2 复杂结构分析中的几个基本概念502

21.1.3 几个基本计算关系504

21.1.4 空间质点系的γ到达半径的定义与性质506

21.2 由空球产生的网络结构507

21.2.1 空球网络结构图507

21.2.2 一些特殊的计算法与它们的主要思路509

21.2.3 实例计算510

21.3 γ半径计算中的几个几何问题511

21.3.1 到达与穿越固定的三角形的定义与记号512

21.3.2 关于γ到达半径计算中的基本定理514

21.3.3 γ函数的递推计算516

21.3.4 实例计算518

21.4 有关定理的证明与计算公式的推导519

21.4.1 若干定理的证明519

21.4.2 若干几何计算公式的推导522

第22章 蛋白质空间结构的凹槽的计算526

22.1 空间质点系的圆柱形凹槽与棺形凹槽的结构分析526

22.1.1 概论526

22.1.2 棺形凹槽的计算分析528

22.2 不规则凹槽的计算531

22.2.1 不规则凹槽的一般计算法531

22.2.2 步骤22.2.2与步骤22.2.3的补充计算533

22.3 蛋白质三维结构与空间形态的综合研究535

22.3.1 综合研究的基础与方法536

22.3.2 对计算结果的综合分析537

附录A 原子、分子与分子生物官能团540

A.1 原子与分子540

A.1.1 原子结构540

A.1.2 元素结构的周期律542

A.1.3 分子中原子的相互作用543

A.1.4 分子间的相互作用力545

A.2 生物分子官能团概述547

A.2.1 研究生物分子官能团的意义547

A.2.2 分子官能团的构造原理与最基本的生物分子官能团548

A.2.3 分子官能团的形态结构549

A.2.4 生物分子官能团的构型的理论计算552

A.3 分子官能团的相互作用553

A.3.1 分子官能团的相互作用的基本形式与规则553

A.3.2 分子官能团相互作用类型554

A.4 水分子的动力学性质555

A.4.1 水分子的形态特征555

A.4.2 水分子与其他分子官能团的相互作用557

A.4.3 有关水分子的动力学理论557

A.5 蛋白质与肽链561

A.5.1 蛋白质的合成与分解563

A.5.2 关于蛋白质组学的一些讨论564

A.5.3 几种重要的肽链564

A.5.4 蛋白质的功能、分类与命名564

A.5.5 几种重要蛋白质的简介566

附录B 光盘文件目录表及其说明571

B.1 光盘中的数据文件571

B.1.1 DATA0文件包571

B.1.2 DATA1与DATA2文件包571

B.2 对光盘阅读的注意事项572

参考文献573

索引583