23、氨基酸序列的编码方案

氨基酸序列的编码方案

1 概述

在生物信息学中，氨基酸序列的编码是将生物分子信息转换为计算模型可以处理的形式。这一过程对于蛋白质结构预测、功能注释、相互作用预测等任务至关重要。本文将详细介绍氨基酸序列的编码方案，探讨其背后的原理、应用以及对后续分析的影响。

2 编码方案的基础

2.1 为什么要编码？

氨基酸序列是由20种不同的氨基酸组成的线性链。每种氨基酸具有独特的物理化学性质，这些性质决定了蛋白质的三维结构和功能。然而，计算模型通常需要数值输入，因此我们需要将氨基酸序列转换为数值表示，以便计算机处理。此外，编码还可以帮助减少数据维度，提高计算效率。

2.2 编码的基本原理

编码的基本原理是将氨基酸序列映射到一个数值向量空间中，使得每个氨基酸可以用一个或多个数值表示。这种映射可以根据氨基酸的物理化学性质、进化保守性或其他特征进行设计。常见的编码方法包括独热编码（one-hot encoding）、物理化学性质向量表示、位置特异性打分矩阵（PSFM）或位置特异性迭代BLAST矩阵（PSSM）等。

3 编码方法

3.1 独热编码（One-Hot Encoding）

独热编码是一种简单且常用的编码方法。它将每个氨基酸映射到一个20维的二进制向量中，其中只有一个位置为1，其余位置为0。例如，氨基酸A可以表示为[ [1, 0, 0, …, 0] ]，氨基酸C可以表示为[ [0, 1, 0, …, 0] ]。

氨基酸	One-Hot 编码