题目：拓扑独立的全局蛋白质结构比对

摘要：蛋白质结构比对（Protein Structure Alignment）是计算结构生物学中的一个根本性问题，其在探索蛋白质进化以及同源关系、蛋白质结构预测、蛋白质结构分类以及药物设计中都有着重要的作用。多年来，科学家们针对这一重要科学问题提出了各种各样的结构比对算法，然而，由于目前算法固有的分级式策略，其在一定程度都受到局部优化或过度片段化的影响，从而可能导致错误的结构比对结果。为了克服这些局限性，我们提出了一套基于快速傅立叶变换（fast-Fourier transform, FFT）的拓扑独立全局蛋白质结构比对算法（称为FTAlign），其通过在三维旋转和三维平移空间中穷举搜索两个蛋白质结构的所有可能匹配，然后根据其相似性评分最终得到两个蛋白质结构的最佳比对。我们的结构比对算法在公开发布的6个数据集上进行了广泛测试，并与其它7个目前主流蛋白质结构比对算法（包括TMalign,、DeepAlign、Kpax、3DCOMB、MICAN、SpalignNS和CLICK）进行了详细的比较。结果显示，我们的FTAlign算法无论在人工校正的标准数据集还是通用数据集上都优于其他算法。我们的FTAlign全局结构比对算法也具有很高的计算效率，完成一个结构比对平所需时间小于1秒，其在线计算服务平台已发布于我们的网站http://huanglab.phys.hust.edu.cn/ftalign/。

简 介： 黄胜友，华中科技大学教授，1998年获武汉大学物理学学士学位，2003年获武汉大学理学博士学位，博士毕业后在美国密苏里大学道尔顿心血管研究中心从事生物分子的计算机建模、生物信息学与计算机药物设计的博士后研究，2011年聘为密苏里大学生物信息联合中心和计算机科学系研究助理教授，2015年加入华中科技大学物理学院，聘为教授。长期从事生物信息学与分子对接建模方面的研究，在Nucleic Acids Research，Bioinformatics，Proceedings of the National Academy of Sciences等国际著名期刊上发表SCI论文80余篇，其中第一和通讯作者40余篇。