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改进的系统发育谱方法在蛋白质功能预测中的应用

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改进的系统发育谱方法在蛋白质功能预测中的应用

作者：马雅楠东北师范大学

学位级别：硕士

后基因组时代的到来,生物信息学的研究重心日益从基因组测序工作转移到对已测序基因组的功能进行注释。传统的基于同源性的注释方法由于自身存在的缺陷在精确度方面已经不能满足人们的需要。非同源性的功能注释方法渐渐受到人们的重视... 详细信息

后基因组时代的到来,生物信息学的研究重心日益从基因组测序工作转移到对已测序基因组的功能进行注释。传统的基于同源性的注释方法由于自身存在的缺陷在精确度方面已经不能满足人们的需要。非同源性的功能注释方法渐渐受到人们的重视。有别于同源性方法中对基因或蛋白质间相似性的考虑,非同源性方法则是根据基因或蛋白质之间的进化上的相关性来预测它们之间的功能关联。在众多非同源性方法中,系统发育谱方法是应用得最为广泛的一种,同时也是最具研究价值的一种。系统发育谱方法最早是由Pellegrini等人于1999年提出的。该方法从刚一提出就引起人们的广泛关注。在此后的几年时间里,众多研究学者对这种方法做出了不同程度的改进。这些改进包括了系统发育谱的三个步骤,即参照基因组的选择、系统发育谱的构建以及谱的相似性分析。尽管如此,该方法到目前为止还有许多不足之处,如参照基因组的选取还没有一定的标准,对相似谱的聚类也还没有有效地利用现有的经典聚类算法。针对这些不足,对系统发育谱算法提出了两点改进:一是为构造基于权重的系统发育谱,从而间接减少了对于参照基因组选择的过分依赖;二是在对构造好的发育谱进行相似性分析时,结合使用两种应用最为广泛的经典聚类算法——层次聚类算法和K均值聚类算法。通过两种方法的取长补短来达到更好的聚类效果。

关键词：参照基因组系统发育谱权值层次聚类 K均值聚类

基于改进K-means聚类的系统发育谱方法在基因功能注释中的应用

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基于改进K-means聚类的系统发育谱方法在基因功能注释中的应用

作者：孙平平东北师范大学

学位级别：硕士

随着后基因组时代的到来,生物信息学的研究重心已经从序列的测序转移到对已测序的全基因组进行功能注释。随着大规模测序工具的高速发展,大通量的全基因组得到测序。仅仅依靠传统的实验方法来对这些新测序的数据进行功能分析已经远远不... 详细信息

随着后基因组时代的到来,生物信息学的研究重心已经从序列的测序转移到对已测序的全基因组进行功能注释。随着大规模测序工具的高速发展,大通量的全基因组得到测序。仅仅依靠传统的实验方法来对这些新测序的数据进行功能分析已经远远不能满足当前的要求。因此,如何研究出基于计算的功能注释方法以代替传统的实验方法来预测这些海量数据背后隐藏的生物学功能,已经刻不容缓的成为当前生物信息学的一个重要研究课题。目前,基于计算的基因功能注释方法主要分为两大类:基于同源性的注释方法和基于非同源性的注释方法。系统发育谱方法是基于非同源性方法中常用的一种。本文通过在现有系统发育谱方法中对参照物种的选择方式进行分析,采用了构造基于权重的系统发育谱的思想,从而在保障有效的反映基因间的进化信息的同时,避免了传统的参照物种选择方法所带来的巨大的工作量。此外,本文对经典K均值聚类算法进行改进,并将改进后的聚类算法应用到对基因系统发育谱的相似性分析中去。实验结果证明,基于权值的系统发育谱的构建以及改进的聚类算法的应用能够有效的提高算法的整体性能。文章最后通过KEGG数据库做了进一步的验证,结果证明了本文的改进是行之有效的。

关键词：系统发育谱基因功能注释改进K-means聚类 KEGG数据库

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系统发育谱构建方法研究

生物信息学 2009年第1期7卷 78-80页

作者：黄萍孙平平马雅楠张爽藏露欧阳玉梅马志强东北师范大学计算机学院长春130117 吉林大学计算机学院长春130000

随着后基因组时代的到来,系统发育谱方法作为一种非同源性的功能注释方法,已经被成功的应用到基因组功能预测、蛋白质相互作用预测等一些重要领域的研究中去。本文阐述了系统发育谱法的基本原理,详细地介绍了现有的几种系统发育谱的构... 详细信息

随着后基因组时代的到来,系统发育谱方法作为一种非同源性的功能注释方法,已经被成功的应用到基因组功能预测、蛋白质相互作用预测等一些重要领域的研究中去。本文阐述了系统发育谱法的基本原理,详细地介绍了现有的几种系统发育谱的构建方法,并提出了利用ortholog来构建基因的系统发育谱的思想。

关键词：系统发育谱基因功能注释 ortholog

系统发育谱(Phylogenetic Profile)生成软件

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生物信息学 2008年第3期6卷 129-131页

作者：孙静松李明浩蒋广龙姚建庄万平首都师范大学生命科学学院北京100037

系统发育谱生成软件(Phylogenetic Profile Generator,PPG)采用Microsoft Visual Basic和Perl两种语言编写,将构建系统发育谱所涉及的全部过程进行集成,用户只需提供原始的蛋白或核酸序列,软件即可生成所需的系统发育谱,并提供文本和XM... 详细信息

系统发育谱生成软件(Phylogenetic Profile Generator,PPG)采用Microsoft Visual Basic和Perl两种语言编写,将构建系统发育谱所涉及的全部过程进行集成,用户只需提供原始的蛋白或核酸序列,软件即可生成所需的系统发育谱,并提供文本和XML两种形式的输出结果。软件具有Windows和Linux两个版本,可提供免费下载。软件下载地址:http://***/kexu-eyjshow.php?

关键词：系统发育谱系统发育谱生成软件(PPG)

改进的系统发育谱算法在蛋白质功能注释中的应用

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生物信息学 2009年第1期7卷 44-46,51页

作者：马雅楠孙平平魏雅卓陆林英崔颖马志强东北师范大学计算机学院长春130117 吉林大学计算机学院长春130000

系统发育谱方法是目前研究较多的一种基于非同源性的生物大分子功能注释方法。针对现有算法存在的一些缺陷,从两个方面对该方法做了改进:一是构造基于权重的系统发育谱;二是采用改进的聚类算法对发育谱的相似性进行分析。从NCBI上下载10... 详细信息

系统发育谱方法是目前研究较多的一种基于非同源性的生物大分子功能注释方法。针对现有算法存在的一些缺陷,从两个方面对该方法做了改进:一是构造基于权重的系统发育谱;二是采用改进的聚类算法对发育谱的相似性进行分析。从NCBI上下载100条Escherichia coli K12蛋白质作为实验数据,分别使用改进的算法和经典的层次聚类算法、K均值聚类算法对相似谱进行分析。结果显示,提出的改进算法在对相似谱聚类的精确度上明显优于后两种聚类算法。

关键词：系统发育谱参照基因组权值聚类

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基于统计建模的系统发育谱方法研究

生物信息学 2008年第4期6卷 176-177,182页

作者：马志强马雅楠孙平平魏雅卓陆林英崔颖周春光吉林大学计算机学院长春130000 东北师范大学计算机学院长春130117

系统发育谱算法作为一种有效的大规模基因组功能注释方法,已经被成功的应用到原核生物基因组的功能注释中去。通过对系统发育谱方法中的一个关键环节——相似谱的聚类进行分析,提出了一种基于统计建模的方法来对相似的系统发育谱进行聚... 详细信息

系统发育谱算法作为一种有效的大规模基因组功能注释方法,已经被成功的应用到原核生物基因组的功能注释中去。通过对系统发育谱方法中的一个关键环节——相似谱的聚类进行分析,提出了一种基于统计建模的方法来对相似的系统发育谱进行聚类。实验表明,该方法在保证较高的覆盖率的同时,还有效的提高了算法的整体速度,且当参与建模的系统发育谱的数目越大时,算法的精确度越高。

关键词：系统发育谱功能相关性参照基因组统计建模聚类

改进的K-mean聚类算法在基因系统发育谱分析中的应用

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生物信息学 2008年第2期6卷 82-84页

作者：马志强孙平平马雅楠魏雅卓陆林英崔颖周春光吉林大学计算机学院长春130000 东北师范大学计算机学院长春130117

简要介绍了系统发育谱法的原理,着重阐述了K-mean聚类算法在对基因系统发育谱分析中的改进,并与传统的K-mean聚类算法进行比较。实验结果表明,改进的K-mean聚类算法在运用系统发育谱法进行基因功能注释上是快而有效的,可以快速收敛到近... 详细信息

简要介绍了系统发育谱法的原理,着重阐述了K-mean聚类算法在对基因系统发育谱分析中的改进,并与传统的K-mean聚类算法进行比较。实验结果表明,改进的K-mean聚类算法在运用系统发育谱法进行基因功能注释上是快而有效的,可以快速收敛到近似最优解。

关键词：系统发育谱基因功能注释 K—mean聚类