# 蛋白质系统与跨膜离子通道系统立体网格标记策略 [TOC] ## 立体网格标记策略简介 用于有限元计算的立体网格标记分为两种:**区域标记**与**表面标记**。 而**表面标记**又分为**边界标记**和**界面标记**。 对于**普通的蛋白质系统**和**生物膜-离子通道系统**的网格,我们给出了不同的**区域标记**,**边界与界面标记**。 - 区域标记为三位数,1开头标识区域,后面两位是区别的标号。 - 例如100,表示第00个区域。 - 边界标记为五位数,2开头标识边界,后面四位由两个两位数组成,分别表示第$$i$$个区域的第$$j$$个边界。 - 例如20001,表示第00个区域的第01个边界。 - 界面标记为五位数,3开头标识界面,后面四位由两个两位数组成,分别表示第$$k$$个区域和第$$l$$个区域。 - 例如30020,表示第00个区域和第20个区域的界面。 ## 蛋白质系统立体网格的标记策略 图1给出了蛋白质系统的区域标记和表面标记 - 图1-左是区域标记,包括两个区域:溶剂区域和溶质区域 - 溶剂区域标记为100 - 溶质区域标记为120。 - 图1-右是表面标记,包括一个边界和一个界面:盒子的外边界;溶剂与溶质的界面。 - 盒子的外边界标记为20001 - 溶剂与溶质的界面标记为30020 <div class="row"><div class="col-lg-6">![protein-tet](http://data.xyzgate.com/d1724cdb7f81c506587d6766a0125d9e.png "protein-tet")</div><div class="col-lg-6">![protein-tri](http://data.xyzgate.com/0c8d8f4377e685e39c8af6da51e646f2.png "protein-tri")</div></div> =!= **图1 蛋白质系统的标记。左-区域标记,右-表面标记** ## 生物膜-离子通道系统立体网格的标记策略 图2给出了生物膜-离子通道系统的区域标记和表面标记 - 图2-左是区域标记,包括三个区域:溶剂区域,生物膜区域和离子通道区域 - 溶剂区域标记为100 - 生物膜区域标记为110 - 离子通道区域标记为120 - 图2-右是表面标记,包括了边界和界面。 - 边界有5个不同的标记,根据生物膜的位置,盒子的表面被分为5个部分。 - 盒子侧的下半部分标记为20001 - 盒子侧的上半部分标记为20002 - 盒子的底表面标记为20003 - 盒子的顶表面标记为20004 - 盒子侧的中间部分标记为20005 - 界面包括3个部分 - 溶剂区域和生物膜区域的界面标记为30010 - 溶剂区域和离子通道区域的界面标记为30020 - 生物膜区域和离子通道区域的界面标记为31020 <div class="row"><div class="col-lg-6">![channel-tet](http://data.xyzgate.com/db411a0bb1917e3b3835271168476f45.png "channel-tet")</div><div class="col-lg-6">![channel-tri](http://data.xyzgate.com/9d6772a04deaca150d3f6dac08164dd8.png "channel-tri")</div></div> =!=** 图2 细胞膜-离子通道系统的标记。左-区域标记,右-表面标记** ## 参考文献 - *Tiantian Liu, Shiyang Bai, Bin Tu, Minxin Chen, Benzhuo Lu, Mesh Construction for Membrane-Channel Protein System for Finite Element Simulations,** Molecular Based Mathematical Biology**, 3(1):2299-3266, 2015.* ## 附录 ### 蛋白质系统与生物膜-离子通道系统的区域标记示意图 <div class="row"><div class="col-lg-6">![protein-mark](http://data.xyzgate.com/5a8daec227f5c3aefd43c25fb73ce02b.png "protein-mark")</div><div class="col-lg-6">![channelMark](http://data.xyzgate.com/1bdf66eff3dbcb54cfb81649e9f1379b.png "channelMark")</div></div> =!= **图3 蛋白质系统与生物膜-离子通道系统的区域标记示意图。左-蛋白质系统区域标记,右-生物膜-离子通道系统区域标记** ![](http://data.xyzgate.com/37e3284a6cab291c0acba95936e3ac2d.png) =!= **图4 生物膜-离子通道系统的区域标记与表面标记示意图。** ### .mesh文件的格式 Medit是一个网格显示和处理的软件,一些免费的网格自动生成软件,如Tetgen和Gmsh等都可以输出Medit格式的网格文件。关于Medit格式的具体细节需参见Medit的手册。此处,我们下面给出的.mesh格式只是其中一种简化的格式,但是可以被PHG识别。 .mesh文件需要下面的格式描述: MeshVersionFormatted 1 Dimension 3 Vertices 顶点总数 顶点1的x坐标 顶点1的y坐标 顶点1的z坐标 顶点1的标记 x y z mark1 ... Tetrahedra 四面体总数 顶点1的索引号 顶点2的索引号 顶点3的索引号 顶点4的索引号 体标记 ... Triangles 三角形总数 顶点1的索引号 顶点2的索引号 顶点3的索引号 面标记 ... END 下面给出一个.mesh文件的例子 MeshVersionFormatted 1 Dimension 3 Vertices 22793 1.410000e-01 8.153000e+00 -1.817300e+01 0 7.980000e-01 8.160000e+00 -1.833500e+01 0 1.466000e+00 8.153000e+00 -1.817300e+01 0 7.890000e-01 8.671000e+00 -1.814800e+01 0 2.390000e-01 7.503000e+00 -1.820400e+01 0 8.900000e-01 7.509000e+00 -1.833400e+01 0 ... Tetrahedra 142954 3949 8222 3945 18316 100 11615 11616 8218 16540 100 6044 18633 14496 22745 100 3366 3255 3252 18410 100 4715 4707 4714 5439 120 3014 12690 11161 12692 100 12580 13622 2998 13899 100 1108 1211 1112 1006 120 8176 17167 11669 21601 100 425 6562 435 8191 120 19541 20415 18566 20882 100 ... Triangles 5571 1 2 4 20001 2 3 4 30020 1 2 5 30020 2 3 6 30010 2 5 6 30020 3 6 7 30010 5 6 8 31020 6 7 9 31020 6 8 9 31020 7 9 10 30020 8 9 11 30010 9 10 12 30010 9 11 12 20003 10 12 13 20001 11 12 14 20002 ... END 其他关于.mesh文件格式的详情可以参考https://hal.inria.fr/inria-00069921/document
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