为了更深入地研究蛋白质的功能与性质,需要通过多种方法获得它们高分辨率的三维空间结构。如果我们已知确定了组成蛋白质的氨基酸分子的序列,就可以预测出蛋白质的三维空间结构。一般进行蛋白质结构预测都会有多个结果,为可以辅助使用同种类型蛋白质结构在实验中所测得的蛋白质冷冻电镜的图像,将二者的结构进行高精度的匹配,通过定量计算二者的匹配度,对预测得到的结构进行评分,从而实现冷冻电镜图像辅助蛋白质结构预测。首先对项目的背景和其相关的技术进行了介绍,然后对系统进行实际应用需求的分析和进行系统的设计,之后详细的介绍整个系统的设计和实现,并通过实验结果证明系统的应用可行性。蛋白质分子可视化及匹配系统,系统的主要功能,一是实现蛋白质分子结构文件与蛋白质冷冻电镜图像的可视化,即先解析这两个文件,然后基于Open GL将蛋白质分子和冷冻电镜图像同时显示出来,此外,在实现图像的显示的同时,还要实现对外部输入事件的响应,还有图形的三维变换的实现。二是对蛋白质分子和冷冻电镜图像进行匹配,首先设计一个目标函数来评价二者之间的匹配程度,然后在系统中使用可视化的禁忌搜索算法,在可视化的三维空间中进行禁忌搜索最优解,选用的蛋白质分子文件和冷冻电镜图像文件来自同一个蛋白质,通过对蛋白质分子模型的旋转和平移操作,找到一个最佳的位置和夹角,使两个图形的匹配度达到最高。蛋白质分子可视化及匹配系统能够实现蛋白质结构与冷冻电镜图像的可视化,并能对两者进行匹配,从而实现使用冷冻电镜图像对预测结构进行评价和筛选的目的。