【摘 要】
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蛋白质是人体一切细胞、组织的重要成分,在人体生命活动中起着重要的作用。而蛋白质需要在正确的时间转运到特定的亚细胞位置才能行使其正常功能,否则将会对细胞功能甚至生命产生重大影响。蛋白质亚细胞定位预测是探究和揭示蛋白质功能的重要途径之一,同时也有助于新型药物靶标研发和复杂生理过程理解。另一方面,蛋白质的合成离不开遗传物质DNA的控制,它是生物体发育必不可少的生物大分子。基于DNA碱基互补的规律,可以通
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蛋白质是人体一切细胞、组织的重要成分,在人体生命活动中起着重要的作用。而蛋白质需要在正确的时间转运到特定的亚细胞位置才能行使其正常功能,否则将会对细胞功能甚至生命产生重大影响。蛋白质亚细胞定位预测是探究和揭示蛋白质功能的重要途径之一,同时也有助于新型药物靶标研发和复杂生理过程理解。另一方面,蛋白质的合成离不开遗传物质DNA的控制,它是生物体发育必不可少的生物大分子。基于DNA碱基互补的规律,可以通过短DNA序列,即DNA寡聚体序列,构建安全进出生命体的核酸运载体,将药物和mi RNA等小分子物质定点修饰在运载体上,以达到激活免疫或治疗的目的。基于以上研究动机,本文针对蛋白质亚细胞定位预测模型的构建和DNA寡聚体药物运载体的优化设计进行深入研究。研究内容主要分为以下两个部分:（1）提出基于纠错输出编码的多源蛋白质信号亚细胞定位预测方法。首先,使用SVM（Support Vector Machine）构建三个关于序列的分类器和五个关于图像的分类器,然后使用纠错输出编码将分类器的结果进行集成,通过编码和解码最终确定蛋白质亚细胞的位置。本文方法相较于单一的蛋白质图像预测方法,通过五折交叉验证获得令人满意的预测结果,结果表明,将图像与序列结合更有利于蛋白质亚细胞定位的预测研究。（2）提出基于模拟退火优化算法的DNA寡聚体优化设计方法。根据本文提出的关于非目标配对区域自由能的目标函数,对初始化序列进行迭代更新。同时提出DNA二级结构和断片重要约束。以四聚体为例,本文提出的算法在保证DNA寡聚体序列目标配对区域自由能（free energy）为-27 kcal/mol以上,解链温度为52℃以上时,序列间非目标配对区域自由能可以降至-7 kcal/mol以内。得出的优化结果经过生物实验验证,寡聚体序列之间得到较好的组装,证明了算法的有效性。
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