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研究蛋白质的折叠是生命科学领域的前沿课题之一。蛋白质是一种生物大分子,是由20种氨基酸以肽键连接成肽链,在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构。因为蛋白质只有在特定的三维空间结构下才能发挥其各种与生命活动息息相关的生物功能,因此了解蛋白质的三维结构并进一步了解如何形成特定的三级结构成为了研究热点,也就是所谓的蛋白质折叠问题。基于这个问题,主要在以下几个方面进行研究:
首先,分析蛋白质折叠模型和能量优化函数,得出蛋白质非格点模型和简化能量函数在蛋白质折叠研究中的必要性,并设计实现基于非格点模型的蛋白质折叠的能量计算模块。其次,由于智能算法具有鲁棒性和较好的寻优能力的特点,因而研究遗传算法、蚁群算法和粒子群三种智能算法并将它们应用蛋白质折叠研究。再次,将近年来新提出的人工鱼群算法应用于蛋白质折叠的模拟并进行重点研究。对折叠结果进行相应的分析,结果表明人工鱼群算法在蛋白质折叠过程具有较好的全局寻优能力,更容易找到最优解。最后,为了实现蛋白质折叠过程的可视化,以虚拟现实技术为技术支持,设计并实现蛋白质折叠过程模拟和三维图形显示。