求解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題的擬物擬人算法.pdf

1、研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題,是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿課題之一.它所要解決的是蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中的氨基酸序列最終如何折疊成特定的三維空間結(jié)構(gòu).在研究過(guò)程中,為了計(jì)算的可行,人們提出了許多簡(jiǎn)化模型.盡管如此,其相應(yīng)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題仍然是具有NP難度的.因此,對(duì)其尋找高效可行的近似算法有著重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義.擬物擬人方法是一種求解諸如NP問(wèn)題和其它困難數(shù)學(xué)問(wèn)題的方法.所謂擬物就是主動(dòng)地向自然界學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的方法,即尋找與原始數(shù)學(xué)問(wèn)題等價(jià)的物

2、理世界并觀察這個(gè)世界中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的生動(dòng)形象,然后從中得出啟發(fā)并逐步形式化為算法以求解問(wèn)題.擬人方法則是向人、向人類(lèi)的各種社會(huì)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的策略.擬物方法將原始問(wèn)題落實(shí)為優(yōu)化問(wèn)題,而在用數(shù)學(xué)方法求解優(yōu)化問(wèn)題時(shí),常常會(huì)碰到計(jì)算落入目標(biāo)函數(shù)局部極小值陷阱的困境,如何從這種困境中逃逸出來(lái),使得計(jì)算奔向前景更好的區(qū)域,擬物方法則無(wú)能為力,而應(yīng)用擬人方法則可以設(shè)計(jì)出好的"跳出陷阱"的策略.為求解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題提出了三維歐氏空間連續(xù)模型,并為由