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1、使湘灵鼓瑟兮，令海若舞冯夷 制作人:高珅生物系统模拟分子模型化技术 生物分子模拟 电子细胞 系统生物学分析方法生物系统宏观方面.微观方面: 分子生物学. 细胞生物学 . 分子遗传学 .分子模型化技术分子模型化技术就是利用计算机模拟分子 结构,研究分子之间相互作用的一种技术. 以三维图形方式显示分子的三维结构,显 示分子的理化或电子学特性.主要有线状 模型,球棒模型,空间填充模型等. 分子模型化软件:http:/ CPK三个字母是来自Corey、Pauling（莱纳斯 鲍林）与Koltun。是一种与球棒模型类似，用 来表现分子三维空间分布的分子模型。是球棒 模型的进一步发展，可显示更为真实的分子
2、外 型。生物分子模拟传统的生物分子研究主要是实验,通过生 物学实验分析和表征生物分子,如利用分 子遗传学方法确定基因的多态性,通过X- 射线晶体衍射确定蛋白质分子的结构,通 过生化实验研究生物大分子之间的相互作 用,药物分子与靶分子的结合.我们可以利 用计算机进行模拟实验,通过对生物大分 子的结构和动力学行为的模拟,为阐明其 结构,生物功能提供了丰富的信息.表征字典(现代汉语词典第五版)意: 显示出来的现象;表现出来的特征. 例:心理疾病的外在表征.常用的模拟技术分子动力学模拟技术.蒙特卡罗模拟技术.分子动力学模拟技术分子动力学模拟是用计算机模拟的一 种,是调查物质诸性质时候使用的手 法之一。
3、根据在计算机中每时每刻的 追踪全部的粒子的运动的规律,导出 物质全体的性质这就是分子动力学法 。 蒙特卡罗模拟技术 当科学家们使用计算机试图来预测复杂的趋势和事件时 ，他们通常应用一类需要长串的随机数的复杂计算。设 计这种用来预测复杂趋势和事件的数学模型越来越依赖 于一种称为蒙特卡罗模拟的统计手段，而这种模拟进一 步又要取决于可靠的无穷尽的随机数目来源。 蒙特卡罗模拟因摩洛哥著名的赌场而得名。它能够 帮助人们从数学上表述物理、化学、工程、经济学以及 环境动力学中一些非常复杂的相互作用。数学家们称这 种表述为“模式”，而当一种模式足够精确时，它能产 生与实际操作中对同一条件相同的反应。但蒙特卡罗
4、模 拟有一个危险的缺陷：如果必须输入一个模式中的随机 数并不像设想的那样是随机数，而却构成一些微妙的非 随机模式，那么整个模拟（以及预测结果）都可能是错 的。电子细胞电子细胞亦称虚拟细胞或人工细胞. 它是在计算机上模拟真实细胞的结构 和细胞的活动,阐明生命现象. 电子细胞的关键是建模,涉及到细胞 内环境和细胞相关物质对细胞的生命 活动的作用.系统生物学分析方法关键字:计算机仿真.整合.数据结构图.干涉系统生物学分析新的一页-生物信息学在生物医学研究中的应 用生物信息学在生物医学研究中的应用生命组信息学 计算机诊断学技术 计算机辅助药物分子设计生命组信息学基因组信息学-解读天书. 转录组信息学-
5、探索基因表达调控规律. 蛋白质组信息学-鉴别生命机器. 代谢组信息学-分析生物分子模块和系统 .计算诊断学技术核心:基因芯片. 作用:检测疾病相关基因组,分析疾病产生 根源,对疾病进行科学诊断和分类. 数据分析三过程(主要针对肿瘤细胞): 选择肿瘤分型特异基因. 构建分类器. 检测分类预测结果的有效性. 主要的分类器模型和方法贝叶斯分类法 K-近邻法 人工神经网络贝叶斯分类器贝叶斯分类器的分类原理是通过 某对象的先验概率，利用贝叶斯 公式计算出其后验概率，即该对 象属于某一类的概率，选择具有 最大后验概率的类作为该对象所 属的类。 K-近邻法思想简介K-近邻法的基本思想是在测试样本x 的k 个
6、近邻中，按出现的样本类别来 作为x 的类别，即先对x 的k 个近邻 一一找出它们的类别，然后对x 类别 进行判别，即在N 个训练样本中，找 出x的k个近邻。 人工神经网络人工神经网络（Artificial Neural Networks, ANN） ，一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信 息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度 ，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达 到处理信息的目的。人工神经网络具有自学习和自适应 的能力，可以通过预先提供的一批相互对应的输入输 出数据，分析掌握两者之间潜在的规律，最终根据这些 规律，用新的输入数据来推算输出结果，这种学习分析 的
7、过程被称为“训练”。（引自环球科学2007年第 一期神经语言：老鼠胡须下的秘密）计算机辅助药物设计(1)概念:计算机辅助药物设计根据已知药物 靶分子(蛋白质或受体)的结构,针对性设 计与靶分子结合的药物分子. 原理:首先通过X射线晶体衍射技术等技术 支持获得药物分子的结构,采用分子模拟 软件分析结合部位的结构性质;然后在化 合物数据库中搜索分子形状的结构特征设 计全新的药物分子.计算机辅助药物设计(2)方法:数据库搜索法和基于药物靶结构的全新 分子药物的设计方法.通过数据库搜索发现与 药靶有较好亲和力的小分子,从而发现先导化 合物. 药物设计:基于药靶结构的全新药物设计根据 靶分子活性部位的空间形状和理化特性,采用 钥匙与锁的配合机制,让计算机自动设计形状, 性质互补的新分子,这样的新分子能与受体活 性部位很好契合,从而有望成为新的先导化合 物.谢谢观看.
