如何使用替换矩阵修改 Smith-Waterman 算法以在 Perl 中对齐蛋白质？答案

【问题标题】：How can I modify the Smith-Waterman algorithm using substitution matrix to align proteins in Perl?如何使用替换矩阵修改 Smith-Waterman 算法以在 Perl 中对齐蛋白质？
【发布时间】：2009-11-09 17:38:49
【问题描述】：

如何使用替换矩阵修改Smith-Waterman algorithm 以在 Perl 中对齐蛋白质？

[需要引用]

【问题讨论】：

如何提供指向算法描述、替换矩阵定义和蛋白质比对定义的链接。否则，您的问题对于非生物学家（甚至一些生物学家，我怀疑）将是不透明的。
您想修改算法还是只使用不同的评分矩阵？如果您正在寻找修改算法，您应该已经对它所代表的数学方式以及您想要的数学方式有深刻的理解。
我不知道这是否是一个真实的问题；我对该领域的了解还不够，无法知道分子生物学家是否通过比对蛋白质来表达特定的意思，以及置换矩阵是否定义明确。该算法的链接并未描述该算法，而是简要说明了如何使用它。

标签： perl algorithm math dna-sequence bioperl

【解决方案1】：

我实际上是一名生物信息学研究人员，并且正在等待他自己的生物信息学代码运行，所以我会尝试回答您的问题，即使它提出的问题相当糟糕。

我不确定您为什么认为需要“修改” Smith-Waterman 算法。 Smith-Waterman 算法唯一需要比对蛋白质而不是 DNA 的是蛋白质的替换矩阵。查看 BLOSUM 或 PAM。这些是基于很久以前一些生物学家手工比对的序列中各种氨基酸对的替换频率。

构建蛋白质序列的替换矩阵比构建 DNA 序列复杂得多。例如，您希望一种亲水性氨基酸相对频繁地替代另一种亲水性氨基酸，因为它通常能够这样做而不会导致蛋白质失去功能。但是，您不会期望疏水性氨基酸经常替代亲水性氨基酸，因为这会更剧烈地改变蛋白质结构。

如果您将替换矩阵视为输入而不是算法的一部分，则 Smith-Waterman 算法虽然通常应用于 DNA 或蛋白质，但在技术上是一种通用的字符串对齐算法。

【讨论】：

喜水怕水，呵呵。我得查一下。
在我以前的生活中，我是一名化学家.. 编程要简单得多。 :D

【解决方案2】：

也许从Bio::Tools::pSW开始，尝试按照你想要的方式修改它，如果遇到困难，请提出具体问题。

【讨论】：