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　　作者： 单位：大连交通大学 摘要： 摘要：蛋白质结构的比较已经成为当前生命科学研究的重要内容。本文给出了蛋白质二级结 构的一种新的 2-D 图形表示， 把蛋白质二级结构转化成平面上的点列， 根据点列的分布特点 得到其拟合曲线， 并利用α-螺旋、 β-折叠和无规则卷曲结构的频率构造三维向量来描述蛋 白质二级结构的属性， 1ayd 等 12 个蛋白质二级结构进行相似性比较， 对 得到了较好的结果。 本方法简单快速，为蛋白质二级结构比较提供了新的手段。 关键词： 关键词：蛋白质二级结构；图形表示；特征序列频率；曲线 引言 蛋白质是生物体内占有特殊地位的生物大分子， 它是生物体的基本构件， 也是生命活动 的重要物质基础，几乎一切生命现象都要通过蛋白质的结构和功能而体现出来。因此，在分 子生物学中，深刻阐明蛋白质的结构和功能，是探索生命奥秘的最基本任务。具有相似结构 的两个蛋白质，其氨基酸序列可能相差很大，甚至完全不同。原因在于，趋同进化作用使得 两个不同进化源点出发的蛋白质可以折叠得到相似的空间结构。 所以， 需要在结构上对蛋白 质进行比较以发现具有相似结构的蛋白质。 蛋白质结构的比较已经成为当前生命科学研究的 重要内容。 通过比较蛋白质结构，可以发现蛋白质的共性，发现属于同一家族蛋白质的保守结构， 发现与蛋白质功能密切相关的结构域。 目前为止， 蛋白质结构的比较有多种方法： 球体法 （球 [1] 壳法） （BALL） 、三维网格法（GRID） 、球面映射法（SPH）和扇形法（SPH） ；蛋白质结构 的拓扑比较可以较好地解决几何比较方法中由于蛋白质结构内部频繁的原子动态性而引起 [2] 的问题 。 Gilbert 等采用模式匹配技术从 TOPS 图获得超二级结构的模式， 从而获得结构域 [3] 信息 。在分析点集的空间分布时，Voronoi 图起着重要的作用，Poupon Anne 利用 Voronoi [4,5] [6] 图来分析蛋白质结构问题 。张任给出了一种蛋白质二级结构序列的图形表示 ，该方法 追踪每一时刻之前的三种蛋白质二级结构单元的频率， 然后将这三个频率按照一定的法则对 应到平面上的一个点，再将这些点顺次连接起来，得到一个曲线，命名为 S 曲线。接着，他 们利用 S 曲线来研究划分蛋白质结构。以上这些方法往往计算比较简单，空间占用大，虽然 [7] 得到的比较结果不是很精确，但是有助于快速地剔除差异性较大的对象 。 针对这些问题， 本文提出了蛋白质二级结构的一种新的 2-D 图形表示， 把蛋白质二级结 构转化成平面上的点列，根据点列的分布特点得到其拟合曲线，并利用α-螺旋、β-折叠和 无规则卷曲结构的频率构造三维向量来描述蛋白质二级结构的属性， 1ayd 等 12 个蛋白质 对 二级结构进行相似性比较。 图形表示 2 蛋白质二级结构序列的 2-D 图形表示 2.1 蛋白质二级结构的特征序列 DSSP 是一个二级结构标准化定义系统。DSSP 根据蛋白数据库（PDB）中的原子坐标定义 蛋白质二级结构、几何特征等，它将每一个氨基酸残基的二级结构定义为α-螺旋、β-折叠 和无规则卷曲等结构。