蛋白-配体动态相互作用分析系统的设计与实现

来源 :中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:romotic
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
蛋白质-配体的相互作用分析广泛应用于生物信息学研究、蛋白质设计、药物筛选、小分子化学合成等多个方面,研究领域也有相关的分析工具。但是多数工具缺少实时性的可交互、可视化界面以及对蛋白-配体动态轨迹相互作用的分析和可视化的功能。因此,本文提出了一个新的动态可视化蛋白-配体相互作用的系统应用,旨在帮助用户能够快速方便的上传数据并得到相互作用信息可视化结果。本系统采用网站应用服务的形式实现,该形式能够最大程度的简化用户使用步骤,整体更加智能和自动化。整个系统的实现经过了前期的背景调研、需求分析、系统整体设计、系统的开发和实现、系统的部署和测试五个步骤。整体开发主要分为前端、后端和数据库三部分内容,按照功能分类,主要包括了用户上传数据、任务分析、结果可视化、辅助性业务四大板块。上传数据功能主要负责检验用户提交的任务是否正常以及任务保存。任务分析则是系统的核心功能,实现了对用户任务数据的保存、预处理、分析和结果的输出,主要集中在后端的实现上,前端页面只负责告知用户当前的分析状态。结果可视化主要包括2D可视化和3D可视化,其中2D结果信息包括相互作用雷达图、相互作用时间分布图、蛋白-配体稳定性分析图,3D可视化主要包括了动态的、立体的蛋白-配体相互作用结果,并能够通过可交互功能进行自定义筛选和分析。辅助性业务则主要包括了用户文档、用户教程、历史结果查询、结果下载等页面请求功能。本文还将整个系统部署到了服务器,并对整个系统进行了全面的测试和验证,保证了系统的高可靠和安全性。本系统在开发和实现中引入了一些必要的技术和工具。在前端方面,主要使用CSS、Bootstrap和j Query来实现页面的设计开发,后端采用了Django作为基础框架,以基于功能表征和规则匹配过滤的PLIP算法实现相互作用的计算,数据库选用My SQL,负责保存用户任务和分析结果。在系统部署方面,选用Nginx作为代理服务器,并利用Gunicorn、Supervisord和Init.d实现系统的高可靠服务。本文实现了一个对外开放、免费使用的蛋白-配体相互作用网站服务,实现了用户上传文件,系统快速分析原始数据,并反馈相互作用、蛋白-配体稳定性结果的服务,为生物信息学研究、药物设计等领域提供一份助力。
其他文献
心脏卵圆孔未闭是世界上最常见的先天性心脏病之一。近年来研究表明,卵圆孔未闭合与缺血性卒中、隐源性脑卒中、偏头痛和减压病等由反常栓塞引发的疾病有着密切关系。及时筛查和有效诊断,对该疾病群体的预防、诊断和治疗具有重要意义。随着人工智能的发展,机器学习已被广泛应用于各种医学图像分析任务并取得卓越的效果和展现巨大的潜力。但是受限于常规诊断方式的复杂和半侵入性、图像噪声和运动伪影的干扰、微泡检测的复杂、有限
学位
进入新时代以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视网络生态建设,加强网络生态建设是顺应信息时代潮流、提高社会文明程度的必然要求。网络空间具有传递性、自由性、交换性、开放性等特征,为人民生活提供了极大的便捷,已成为生活中必不可少的交往工具。近年来,我国网络空间治理取得了明显成效。但网络谣言、网络暴力、网络侵犯个人隐私等失范现象仍时有发生,严重损害受害人的合法权益。加强网络空间的思想引领、培养文明自律
学位
随着我国老龄化人口加剧,由老年骨质疏松引发的骨折风险发病率增加。因此,针对老年人骨质疏松症的特点研发相应的骨组织修复生物材料是当前研究的热点。目前,国内外关于骨修复材料的研究主要集中在细胞与材料之间的相互作用。其中,生物活性玻璃具有优异的骨修复性能,其植入体内后可通过基体离子的释放调控骨再生。除离子作用外,由于生物活性玻璃的降解在材料与组织界面形成的酸碱微环境对骨代谢细胞的调控也具有重要的作用。但
学位
中国共产党自成立之日起,就对“建设什么样的党、怎样建设党”这一问题在不断叩问中,开创了党建的新境界,形成具有中国风格和中国气派的党建话语体系。随着中国特色社会主义进入新时代,严峻复杂的国内外形势,党内存在的作风不正、腐化堕落、领导力弱化等尖锐问题,都在不断地考验着中国共产党的执政能力。周保中是东北抗日联军的主要创始人和主要领导人之一,他的党建思想既是东北抗联党建思想的重要组成部分,也是中国共产党党
学位
相比于中低场强的磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)成像系统,超高场(Ultra-High-Field,UHF)磁共振成像具有更高的灵敏度、信噪比、分辨率和组织对比度,更加适合观测组织精细结构和代谢生理变化,有望在全身各部位的清晰成像中发挥举足轻重的作用。然而,超高场强下射频(Radio Frequency,RF)线圈的设计是一个棘手的问题,它面临着两方面的阻碍:
学位
目的 检测糖尿病足溃疡(DFU)患者血清和组织转化生长因子β(TGF-β)水平,分析其与细菌感染程度关系。方法 选取海南医学院第一附属医院诊治的DFU患者110例为观察组,选取同期2型糖尿病但未发生足部溃疡的患者110例为对照组。观察组检测血清及组织TGF-β水平,对照组检测血清TGF-β水平。分析血清和组织TGF-β水平与DFU患者细菌感染程度的相关性,分析患者细菌感染程度的影响因素,对比不同细
期刊
【目的】系统评价中药复方敷料治疗糖尿病足溃疡(DFU)的临床疗效以及安全性。【方法】计算机检索国内外主要数据库中有关中药复方敷料治疗DFU的随机对照试验(RCTs),采用Cochrane评价手册推荐的偏倚风险评价工具对文献质量进行评估,运用Review Manager 5.3软件进行Meta分析。【结果】共纳入9篇RCTs研究,涉及630例DFU患者。Meta分析结果显示:中药复方敷料治疗DFU的
期刊
结构磁共振成像(MRI)为阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的生物标志物探索和智能分类提供了有用的信息。近年来,机器学习和深度学习方法被广泛应用于轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)向AD进展过程中的特征提取和计算机辅助诊断或预测。在本研究中,我们的目标是开发新的人工智能算法来有效地检测或预测AD。首先,我们提出了一种改进型三维Eff
学位
回归以来,“一国两制”下的香港既获得了新生,也发酵了新的社会问题。在2014年占中、2019年“修例”风波中,一些香港青少年参与乱港事件,成为不可忽视的力量,其社会影响不可低估。透过现象揭示本质,才是解决问题的关键环节。作为香港的希望、国家的未来,这些青少年越来越激进与不理智的表现与状态,值得从思想政治教育学科视角审视香港青少年爱国主义教育的现状及存在的问题。本文基于马克思主义和思想政治教育学基本
学位
5G通信时代是万物物联的时代。数以亿计的物联网设备接入了互联网中,作为一个功能性节点持续工作。常见的物联网设备包括道路监控、共享单车控制模块、交通流量传感器和人体可穿戴设备等。由于物联网设备通常体积较小,可携带的储能装置容量和计算资源受限于体积的物理条件而常常较匮乏。然而,由于物联网设备的功能需求,常有计算密集型或时延敏感型的计算任务需要处理。移动边缘计算技术作为一种新兴的计算技术,允许物联网用户
学位