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当前基于机器学习的蛋白质互作位点识别方法研究状况

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简介:
本篇文章综述了目前利用机器学习技术识别蛋白质相互作用位点的研究进展与挑战,旨在为未来相关领域的科研工作提供参考。 高通量实验技术正在不断革新系统生物学领域的研究方法。研究人员对这些新技术充满期待,并希望加以利用。然而,在蛋白质-蛋白质相互作用的平台中,生产和生物信息学方面面临着许多挑战。特别是在预测蛋白质相互作用位点时,特征提取、特征表示、预测算法和结果分析等问题日益凸显。开发一种能够基于蛋白质的一级序列或/和3D结构来推断其界面残基的强大且有效的预测方法,对于促进科学研究的进展及加快研究成果的发布至关重要。当前,利用机器学习的方法在预测蛋白质相互作用位点方面得到了广泛关注。本段落旨在概述当这些策略应用于推测蛋白质交互位置时的整体流程现状。

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    本篇文章综述了目前利用机器学习技术识别蛋白质相互作用位点的研究进展与挑战,旨在为未来相关领域的科研工作提供参考。 高通量实验技术正在不断革新系统生物学领域的研究方法。研究人员对这些新技术充满期待,并希望加以利用。然而,在蛋白质-蛋白质相互作用的平台中,生产和生物信息学方面面临着许多挑战。特别是在预测蛋白质相互作用位点时,特征提取、特征表示、预测算法和结果分析等问题日益凸显。开发一种能够基于蛋白质的一级序列或/和3D结构来推断其界面残基的强大且有效的预测方法,对于促进科学研究的进展及加快研究成果的发布至关重要。当前,利用机器学习的方法在预测蛋白质相互作用位点方面得到了广泛关注。本段落旨在概述当这些策略应用于推测蛋白质交互位置时的整体流程现状。
  • GNNs-
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    本研究利用图神经网络(GNNs)技术深入探究蛋白质间的相互作用机制,旨在提升对复杂生物系统理解及药物设计效率。 探索图注意力网络(GAT)架构和图卷积网络(GCN)架构来对蛋白质-蛋白质相互作用数据集中的节点进行分类。在PyTorch中实现。 运行方法: 1. 安装requirements.txt文件中列出的依赖项。 2. 要运行训练脚本,请使用以下命令:python train.py --model_type= --input_dir= --output_dir=
  • 人脸.docx
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    本文档探讨了当前人脸识别技术的研究进展、应用领域以及面临的挑战和未来发展方向。 近年来对人脸识别技术进行了广泛的调研。
  • 及未来趋势分析
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    本论文综述了机器学习领域的最新研究成果,并深入探讨其发展趋势和潜在挑战,为学术界与工业界的进一步研究提供指导。 本段落主要探讨了机器学习的研究现状,包括其定义、应用领域、研究意义、发展历史、系统结构以及从不同角度进行的分类,并展望了该领域的未来发展趋势。
  • MapReduce.zip
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    本资料深入探讨了MapReduce技术的最新研究成果与发展趋势,涵盖性能优化、分布式处理及应用实例分析等内容。 关于性能调优的经验与相关工具的实用性分享非常有价值。此外,在讨论Hadoop的问题及改进意见方面也有许多值得探讨的内容。这些话题能够帮助我们更好地理解和优化大数据处理框架,提高系统的整体效率。
  • NOMAPPT
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    本PPT全面概述了非正交多址接入(NOMA)技术的最新研究成果和未来发展趋势,旨在探讨其在5G及更高级别通信系统中的应用前景。 主要包括以下三个方面:1. NOMA的演进,2. NOMA的特点,3. NOMA的最新研究概述。这是我在汇报时整理出的PPT内容,共16页,希望能为需要的人提供参考。谢谢。
  • 国外人脸技术-人脸技术
    优质
    本文综述了国际上人脸识别技术领域的最新进展和研究成果,探讨了该领域面临的挑战及未来的发展趋势。 当前许多国家都在积极研究人脸识别技术,主要的研究机构包括美国麻省理工学院(MIT)的媒体实验室、人工智能实验室以及卡耐基-梅隆大学的人机交互研究所;微软研究院也是该领域的领先者之一。此外,英国剑桥大学工程系也在进行相关研究工作。 根据现有文献资料分析,目前的方法和研究重点主要集中在以下几个方面:
  • 二级结构预测:-SS预测
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    本研究聚焦于利用机器学习技术提升蛋白质二级结构(SS)预测精度。通过分析和建模氨基酸序列信息,开发高效准确的预测模型,促进生物信息学领域的发展与应用。 蛋白质二级结构预测可以通过分析其氨基酸序列来进行。首先将所有氨基酸序列合并,并采用20种不同类型的氨基酸及其对应的3个或8个二级结构(分别用E、H和t表示,或者使用另外的8类)。通过滑动窗口技术,在不同的窗口大小下进行处理:例如在21和13的位置上寻找中间位置的氨基酸作为目标结构。每个窗口中的每一个氨基酸都被转换成一个热编码,并且将所有这些单个热编码连接起来形成一个21x20矩阵,这被视为一种黑白图像输入给模型。 尝试了使用CNN、RNN、LSTM或GRU进行预测,但对精度的影响不大。基准测试的结果如下: - 预测3种二级结构:准确率为73% - 预测8种二级结构:准确率为52% 该研究依赖于一些特定的库和工具,包括火狐(Torch)、大熊猫、脾气暴躁的Matplotlib 和海生scikit学习。测试是在Python 3.8.3 x64环境下进行的。 此方法可以应用于不同的数据集以提高预测精度。
  • 关键——动态加权PPI网络.pdf
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    本文探讨了一种新颖的关键蛋白质识别算法,该算法通过构建和分析动态加权蛋白质相互作用(PPI)网络来有效识别生物系统中的核心蛋白。研究为理解复杂生命过程提供了新视角。 与静态蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络相比,动态PPI网络能更准确地反映蛋白质之间的实际交互情况,并有效减少假阴性结果。目前的关键蛋白预测方法主要基于静态PPI网络进行研究,忽略了这些网络的动态特性。为了精确预测关键蛋白,可以利用基因表达数据提取出蛋白质在不同时间点上的相互作用信息,结合传统的静态PPI网络构建一个更为全面和准确的动态PPI网络模型。 在此基础上引入GO(Gene Ontology)术语对这个新生成的动态网络进行加权处理,并提出了一种新的预测方法——DWE。该方法通过计算蛋白质在动态网络中所有边权重之和除以该蛋白在网络中的出现次数来衡量其关键性程度,即越重要的蛋白质,在整个相互作用过程中会表现出更高的平均交互强度。 实验结果显示,基于动态加权PPI网络的这种新策略能够显著提升对关键蛋白质预测的准确性,并且DWE方法在与其他几种主流的关键蛋白质预测模型对比中展现出更强的优势。
  • 利用序列信息预测间相
    优质
    本研究提出了一种基于蛋白质序列的新方法,有效提升了蛋白质之间相互作用的预测准确性,为理解生命过程中的分子机制提供了有力工具。 蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)在几乎所有细胞过程中都至关重要,包括代谢循环、DNA转录与复制以及信号级联反应。然而,用于识别这些相互作用的实验方法既耗时又成本高昂。因此,开发能够预测PPI的计算方法显得尤为重要。 本研究提出了一种仅依赖蛋白质序列信息来预测PPI的方法。该方法结合了极限学习机(ELM)这一创新的学习算法与一种新颖的局部蛋白质序列描述符表示法。这种局部描述符揭示了蛋白质序列中连续和不连续区域中的氨基酸相互作用,从而有助于从蛋白质序列中提取更多关于PPI的信息。 极限学习机是一种基于随机生成输入到隐藏单元权重并解析线性方程组以获得隐藏层至输出层的精确权值来实现快速准确分类的方法。在分析酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的PPI数据时,该方法达到了89.09%的预测精度、89.25%的灵敏度和88.96%的准确性。 通过广泛的实验比较了本研究提出的方法与现有的支持向量机(SVM)技术。结果显示,所提方法在预测PPI方面具有良好的前景,并可作为现有技术支持的有效补充手段。