文档介绍：西北师范大学
硕士学位论文
一些化学信息学方法在离子液体和生物学中的应用研究
姓名:段爱霞
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:卢小泉
2009-05
西北师范大学硕士学位论文
中文摘要
化学信息学是一门随着计算机化学和化学信息不断发展而逐渐形成的新兴边缘
学科,它的研究范围极为广泛,内容非常丰富。化学信息学的发展为化学各分支学
科,其中特别是分析化学、环境化学、药物化学、有机化学、化学工程等,提供了
不少解决问题的新思路、新途径和新方法。本文将其应用于离子液体和生物信息领
域数据处理中。
本文研究工作分为以下几章:
第一章绪论
讲述了分子对接方法、支持向量机和基因序列比对的发展史。先详述了分子对
接方法的基本原理及分子对接空间和能量的匹配要求和优化时的各种方法。综述了
该方法在药物设计、药理分析和探测生命体系等方面的应用。后介绍了支持向量机
的基本原理和在分析化学中的应用,共引用文献 66 篇。
第二章柯萨奇病毒 A9,埃可病毒 1 与 disoxaril 抑制剂的对接
计算
本文选择了柯萨奇病毒A9与埃可病毒1这两种病毒蛋白作为研究对象,从分子
水平讨论了配体(disoxaril)与它们相互作用的主要影响因素。应用分子对接方法模拟
配体与受体相互作用形成复合物的情况,得到了柯萨奇病毒A9和埃可病毒1的活性
位点为Tyr146,Iso144和Thr97,同时还得到了这两个受体与disoxaril的复合物结构、
相关的氢键和两分子之间相互作用能等。这些信息进一步为多种肠道病毒的治疗提
供了理论基础。
第三章离子液体粘度的支持向量机研究
本部分实验通过两种离子液体参数对支持向量机的训练建立了预测离子液体粘
度的模型,并用训练好的模型预测了 3 种离子液体的粘度。结果表明该模型能够很
好地预测离子液体的粘度。最后,通过已知的离子液体粘度和已测得的离子液体粘
硕士研究生:段爱霞- 1 - 专业:分析化学
导师:卢小泉教授; 研究方向:化学计量学
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度探讨了离子液体结构与粘度的关系。这些理论研究为离子液体性质的研究提供了
非常有价值的信息。
第四章直翅目基因序列分析
昆虫纲整个直翅目线粒体基因组的研究相对较少,且主要集中于基因组全序列
的报道中。本试验以GenBank 中昆虫纲直翅目目前已被报道的 5 种线粒体基因组全
序列为材料,用Matlab 中生物信息学工具箱对它们进行了序列分析,确定了这 5 种
基因的相似性。用序列统计函数确定了核苷酸含量并找出它们开放阅读框和氨基酸
数目。
本论文研究了disoxaril抑制剂与柯萨奇病毒A9,埃可病毒1的作用机理。得到了
配体的活性位点分别是Tyr146,Iso144和Thr97,得到了柯萨奇病毒A9和埃可病毒1
与disoxaril的最佳结合模式,静电作用(氢键)和两分子之间相互作用能等。建立了基
于支持向量机(support vector machine) 的预测离子液体粘度的模型,结果显示了该
模型的稳健性和较好的预测能力。最后,基于GenBank中昆虫纲直翅目目前已被报
道的仅有的5种线粒体基因组全序列,用Matlab中生物信息工具箱对它们的基因序列
进行了研究,确定了这5种基因的相似性。
关键词:生物信息学;分子对接;预测;支持向量机;离子液体;直翅目
硕士研究生:段爱霞- 2 - 专业:分析化学
导师:卢小泉教授; 研究方向:化学计量学
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Abstract
Along with the development puter chemistry and chemical information,
chemoinformatics was formed. The research area of chemoinformatics is very wide and
content is abundant. The development of chemoinofrmatics is fit for all the other branch
subjects, especially for analytical chemistry, environmental chemistry, pharmaceutical
chemistry, organic chemistry, chemical engineering. It was applicated in the data
treatment of ionic liquid and biology in this pap