第四部分 蛋白质的空间形态分析 531
第16章 空间形态分析概论与数学预备知识 531
16.1 蛋白质空间形态结构分析概述 531
16.1.1 蛋白质空间形态结构分析的主要途径 531
16.1.2 蛋白质空间结构的指标类型 532
16.1.3 蛋白质空间结构形态的实例分析 535
16.2 形态分析的指标体系 536
16.2.1 蛋白质形态描述的总体指标 536
16.2.2 蛋白质内部与表面形态特征的指标 540
16.2.3 蛋白质内部其他特征指标 541
16.3 一些数学知识的补充与介绍 543
16.3.1 集合与拓扑空间 543
16.3.2 平面多边形与空间多面体 545
16.3.3 空间质点系与多面体 547
16.3.4 超图与晶格 548
第17章 蛋白质空间形态的相似性分析 552
17.1 形态的相似性问题 552
17.1.1 形态的相似性的几种不同的度量指标 552
17.1.2 序列比对算法 554
17.2 蛋白质空间形态的比对 556
17.2.1 三角形拼接带参数序列的比对 557
17.2.2 离散化的蛋白质序列比对 558
17.2.3 对长度在300 AA左右的蛋白质的总体相似性分析 560
17.2.4 内部结构的相似性的比对结果与分析 562
17.2.5 长短蛋白质的比对与定位 567
17.3 其他实例计算 569
17.3.1 离散情形下的实例计算 569
17.3.2 同源蛋白质族的实例比对计算 570
17.3.3 其他同源蛋白质的实例比对计算 575
17.3.4 连续情形下的实例计算 575
第18章 空间质点系的深度理论 579
18.1 深度的一般理论 579
18.1.1 深度的几种不同定义 579
18.1.2 T－深度与L－深度的定义与概念 580
18.1.3 T－深度计算的基本定理 582
18.1.4 T－深度的其他性质 583
18.2 L－深度与层次函数 584
18.2.1 L1－深度的性质与推广 584
18.2.2 一些简单图形的L1－深度，L2－深度计算 586
18.2.3 质点系中的层次函数的定义与性质 591
18.2.4 密度分布的定义 593
18.3 深度函数的计算结果与分析 595
18.3.1 深度的计算结果 595
18.3.2 T－深度与L1－深度的关系分析 596
18.3.3 氨基酸深度的倾向性因子计算 597
18.3.4 深度倾向性因子的其他分析 600
18.3.5 氨基酸序列在蛋白质中的深度预测 603
18.3.6 层次函数的计算分析 604
18.4 利用L－深度与密度分布对一些特殊形态的蛋白质作结构分析 606
18.4.1 一些具有特殊形态蛋白质的数据结构 606
18.4.2 图形文件与特征分析 609
18.4.3 有关内部结构的计算分析 612
18.4.4 利用分布密度来说明蛋白质的形态结构特征 614
第19章 空间质点系形态分析的几种基本计算法 620
19.1 凸闭包与凸壳 620
19.1.1 凸闭包与凸壳的计算 620
19.1.2 凸壳的拼接计算 622
19.1.3 对PDB2D42蛋白质的初步分析 623
19.1.4 边界三角形的拼接计算 626
19.1.5 1GVM蛋白质的计算 629
19.2 小球滚动法 630
19.2.1 空球的定义与分类 630
19.2.2 空球网络结构图 633
19.2.3 空球网络结构的实际计算问题 635
19.3 多面体收缩法 638
19.3.1 多面体结构性质的补充性质 638
19.3.2 多面体收缩法的原理与性质 640
19.3.3 多面体的收缩算法 641
19.3.4 小球滚动法与多面体收缩法的图表示 642
19.4 实例计算与分析 643
19.4.1 对2D42蛋白质的第一步小球滚动计算 643
19.4.2 多面体收缩计算 646
19.4.3 对1GVM蛋白质的计算与分析 649
19.4.4 空球网络结构图的分析 653
19.4.5 空球网络结构图的结构分析 655
19.4.6 其他实例计算 658
第20章 空间质点系的多面体拟合理论 660
20.1 多面体的拟合问题 660
20.1.1 多面体拟合的目的与要求 660
20.1.2 多面体拟合的类型与条件 662
20.1.3 多面体空间结构特征的分析 664
20.1.4 多面体的拟合计算方法 666
20.2 拟合多面体的凹凸结构性质的分析与讨论 668
20.2.1 凹凸深度的指标定义与分析 668
20.2.2 不同结构域的聚类计算 670
20.3 拟合多面体的分解与组合分析法 672
20.3.1 空间质点系的分解与组合 672
20.3.2 不同结构域的交叉重叠区 673
20.3.3 对2D42蛋白质的初步计算 674
20.3.4 2D42蛋白质的活动坐标系计算与分析 675
20.4 对2D42蛋白质结构域的多面体收缩计算 677
20.4.1 多面体的收缩计算 677
20.4.2 对2D42蛋白质结构域的T－深度切割计算 680
20.4.3 对1GVM蛋白质结构域的分解与组合计算 683
20.5 拟合多面体的动力学分析 689
20.5.1 蛋白质空间形态的动态分析 689
20.5.2 蛋白质与空间分子的啮合问题 690
20.5.3 靶点的动力学分析 691
第五部分 若干应用问题 695
第21章 几种球蛋白与膜蛋白分析 695
21.1 血红蛋白的结构与功能分析 695
21.1.1 血红蛋白结构性质的回顾与补充 695
21.1.2 血色素的构造 698
21.1.3 血红蛋白的变异分析 699
21.1.4 血红蛋白空间结构的数据与图形表示 701
21.2 病毒概论 702
21.2.1 病毒的分布、分类与研究 702
21.2.2 病毒的结构形态与传播过程 703
21.3 免疫系统与免疫球蛋白 705
21.3.1 免疫机制的一般概念 705
21.3.2 免疫球蛋白的空间结构 708
21.3.3 免疫球蛋白的计算分析 709
21.3.4 免疫球蛋白的结构与功能分析 716
21.4 生物膜与膜蛋白 718
21.4.1 生物膜概论 718
21.4.2 几种典型的膜蛋白 719
21.4.3 膜转运体 722
21.4.4 对膜蛋白的一些实例分析 724
第22章 流行病传播过程中基因突变的定量化分析 726
22.1 基因突变定量化分析的一般理论 726
22.1.1 流行病传播过程中的几个关键环节 726
22.1.2 序列比对的一般理论与方法 728
22.1.3 多重序列比对 731
22.1.4 序列比对中的一些理论问题 734
22.2 定量化分析的主要方法 737
22.2.1 基因突变的类型分析 737
22.2.2 系统树的构造与分析 738
22.2.3 拓扑距离结构图的构造与分析 740
22.2.4 拓扑距离结构图的正交分解理论 743
22.3 SARS病毒传播过程的分析 746
22.3.1 SARS病毒传播过程的概况 746
22.3.2 SARS病毒传播过程的分析 747
22.3.3 正交分解理论的应用 748
22.4 HIV病毒传播的基因突变分析 751
22.4.1 HIV病毒传播的一些基本知识 752
22.4.2 HIV病毒的基因与蛋白质结构 753
22.4.3 一个特殊的HIV病毒传播过程的定量化分析 754
22.4.4 拓扑网络结构图的说明与讨论 755
第23章 神经网络系统与神经科学 757
23.1 神经网络系统概述 757
23.1.1 不同神经网络系统的研究内容与意义 757
23.1.2 ANNS的研究概述 758
23.1.3 NNS的构造与功能 760
23.1.4 HBNNS概述 762
23.2 感知器 764
23.2.1 感知器模型与它的学习算法 764
23.2.2 感知器模型的推广 767
23.2.3 支持向量机 771
23.3 其他几种ANNS 772
23.3.1 HNNS 772
23.3.2 HNNS中的一些理论问题 774
23.3.3 正向与反向的HNNS 776
23.3.4 有关智能计算法的讨论与说明 778
23.3.5 对ANNS的评议 778
23.4 对BNNS的讨论 780
23.4.1 神经元与神经胶质的细胞特性 780
23.4.2 神经元与神经胶质的网络结构特征 783
23.4.3 不同感觉所产生的信号类型与特征 785
23.4.4 不同感觉所产生的信号的异同点 787
23.5 神经科学的综合研究与应用 789
23.5.1 对不同NNS研究的意义 790
23.5.2 感知器模型的推广 791
23.5.3 关于ANNS理论推广问题的探讨 794
23.5.4 对神经科学发展与应用的探讨与展望 795
第24章 酶与酶动力学 798
24.1 概论 798
24.1.1 酶的发现与特性 798
24.1.2 酶的命名分类 800
24.1.3 酶学杂谈 803
24.2 酶动力学 803
24.2.1 酶的动力学分析原理 803
24.2.2 酶的活力分析 805
24.2.3 酶活力的微观分析 809
24.2.4 酶的实例分析 810
24.2.5 对ATP酶的分析 812
24.3 酶的应用与酶工程学概述 814
24.3.1 酶的工业生产 814
24.3.2 酶的应用 816
24.3.3 酶在一些前沿科学研究中的应用 817
第25章 若干热点问题的探讨 821
25.1 生态的多样性与系统的平衡问题 821
25.1.1 蛋白质结构类型的多样性 821
25.1.2 从蛋白质的一级结构与空间结构看它的多样性 823
25.1.3 蛋白质多样性与生态系统的平衡性问题 825
25.2 生物能源 825
25.2.1 能源问题概论 825
25.2.2 生物能源概论 829
25.2.3 对第三代生物能源的探讨 830
25.2.4 发展第三代生物能源的其他问题 834
25.2.5 从科学幻想到科学奇迹 835
25.3 关于基因分子生物学的补充说明与介绍 836
25.3.1 基因组与染色体的一般特性 836
25.3.2 染色体与基因组的空间结构 839
25.3.3 细胞的有丝分裂与RNA的结构分析 842
25.3.4 基因组序列中的动力学性质 844
25.3.5 基因分子生物学中的疑难问题 846
25.4 其他难点问题 848
25.4.1 一些难点问题 848
25.4.2 造成这些难点问题的生理因素 849
25.4.3 对动力学因素的考虑 851
25.5 结束语 853
第六部分 附 录 857
附录A 重要符号的说明 857
A.1 不同类型符号的说明 857
A.1.1 英文大、小写字母的表示 857
A.1.2 希腊字母的表示 859
A.1.3 有关PDB数据库中英文字母的表示 860
A.2 有关数学公式的表示 862
A.2.1 随机变量的概率分布与特征数 862
A.2.2 一些数学公式与符号 864
A.2.3 空间多面体与图的记号 864
A.3 尺度指标的数据与比较 865
A.3.1 尺度指标概论 865
A.3.2 一些典型的尺度指标 867
A.3.3 其他综合尺度分析 869
附录B 一些重要概念与结果的说明 873
B.1 生物信息学与信息动力学 873
B.1.1 生物信息学 873
B.1.2 ID的理论与方法 874
B.1.3 ID与蛋白质一级结构的语义分析 875
B.2 一些数学理论、方法与工具 876
B.2.1 图论与拓扑空间 876
B.2.2 凸闭包与空间多面体 878
B.2.3 分子结构的几何分析 879
B.2.4 分子结构的统计分析 880
B.3 氨基酸与蛋白质的空间结构 881
B.3.1 氨基酸的空间结构与蛋白质的三维结构表示 881
B.3.2 蛋白质三维结构研究中的一些主要结论 883
B.3.3 蛋白质的空间结构形态 885
B.3.4 蛋白质的空间结构形态的分析方法 886
B.4 分子动力学理论的分析与讨论 888
B.4.1 蛋白质的形成过程与溶液中的动力学问题 888
B.4.2 蛋白质内部的自由能 890
B.4.3 蛋白质内部的结合能 891
B.5 一些应用问题的说明 892
B.5.1 一些重要蛋白质的分析 892
B.5.2 一些特殊问题的讨论与分析 895
B.5.3 酶与酶动力学 899
B.5.4 有关热点问题的讨论 905
B.5.5 基因分子生物学的补充说明与介绍 907
附录C 有关数据库与光盘的说明 911
C.1 关于数据库与数据处理中的一些说明 911
C.1.1 关于数据库与数据处理中的一些问题 911
C.2 光盘文件的说明 912
C.2.1 DATA0文件包 912
C.2.2 DATA1与DATA2文件包 913
C.3 光盘中所有文件一览表 914
参考文献 921
索引 934