| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 1 生命系统中的涌现现象 | 第12-38页 |
| 1.1 复杂系统、涌现现象和自组织临界 | 第12-22页 |
| 1.1.1 作为复杂系统的生命 | 第12-14页 |
| 1.1.2 相变中的临界现象 | 第14-17页 |
| 1.1.3 自组织临界 | 第17-20页 |
| 1.1.4 生命现象中的临界特征 | 第20-22页 |
| 1.2 生物体系中的涌现行为 | 第22-32页 |
| 1.2.1 活性物质和集体运动 | 第22-29页 |
| 1.2.2 临界的大脑 | 第29-31页 |
| 1.2.3 生物网络中的自组织临界现象 | 第31-32页 |
| 1.3 生命系统临界性的来源 | 第32-35页 |
| 1.4 论文的主要研究内容 | 第35-38页 |
| 2 生命系统涌现现象的基本分析方法 | 第38-50页 |
| 2.1 关联分析：以鸟群和昆虫群的集体运动的分析为例 | 第38-43页 |
| 2.1.1 距离依赖的关联常数 | 第38-39页 |
| 2.1.2 控制变量、磁化率和有限尺寸标度 | 第39-42页 |
| 2.1.3 从关联矩阵推断相互作用特征 | 第42-43页 |
| 2.2 网络分析：以神经网络的分析为例 | 第43-48页 |
| 2.2.1 网络的度分布、聚集系数和特征路径长度 | 第44-46页 |
| 2.2.2 网络的层级化性质和模块化性质 | 第46-48页 |
| 2.3 动力学分析：以神经雪崩和人类运动行为为例 | 第48-50页 |
| 3 然态蛋白质涨落中的临界性 | 第50-86页 |
| 3.1 背景：蛋白质的结构和动力学 | 第50-55页 |
| 3.1.1 蛋白质的结构、动力学和功能 | 第50-52页 |
| 3.1.2 蛋白质的折叠动力学 | 第52-54页 |
| 3.1.3 蛋白质分子临界性的间接证据 | 第54-55页 |
| 3.2 蛋白质天然态结构涨落数据的获取和分析 | 第55-60页 |
| 3.2.1 核磁共振谱技术与蛋白质的天然态动力学 | 第56-59页 |
| 3.2.2 涨落数据的获取和分析 | 第59-60页 |
| 3.3 氨基酸残基涨落关联函数 | 第60-70页 |
| 3.3.1 关联函数的定义和讨论 | 第60-63页 |
| 3.3.2 关联长度的无标度特征 | 第63-66页 |
| 3.3.3 对结构重合算法的有关讨论 | 第66-68页 |
| 3.3.4 对不同结构的统计权重的有关讨论 | 第68-70页 |
| 3.4 蛋白质天然态涨落的有限尺寸标度分析 | 第70-74页 |
| 3.5 蛋白质的形态、分类、来源与临界性 | 第74-78页 |
| 3.5.1 蛋白质结构的非对称性 | 第74-76页 |
| 3.5.2 蛋白质的分类与临界性 | 第76-78页 |
| 3.5.3 蛋白质的来源和临界性 | 第78页 |
| 3.6 蛋白质的天然态结构、进化与临界性 | 第78-85页 |
| 3.6.1 蛋白质进化中的关键残基在结构中的重要特征 | 第80-81页 |
| 3.6.2 蛋白质结构比对数据库分析和同源蛋白中的“临界性” | 第81-82页 |
| 3.6.3 蛋白质的可进化性质 | 第82-85页 |
| 3.7 总结和延伸 | 第85-86页 |
| 4 进化、天然态涨落与蛋白质的天然态拓扑 | 第86-116页 |
| 4.1 蛋白质的天然态拓扑：基于序列和结构的两种定义 | 第87-95页 |
| 4.1.1 序列进化：直接耦合分析和氨基酸共进化直接耦合网络 | 第87-91页 |
| 4.1.2 物理接触：简正模分析和弹性网络模型 | 第91-94页 |
| 4.1.3 氨基酸共进化网络与残基接触网络的比较 | 第94-95页 |
| 4.2 天然态拓扑与蛋白质分子的临界性 | 第95-98页 |
| 4.2.1 共进化接触网络与天然涨落的临界性 | 第95-97页 |
| 4.2.2 弹性网络模型与天然涨落的临界性 | 第97-98页 |
| 4.3 氨基酸残基接触网络的分析 | 第98-109页 |
| 4.3.1 零模型：随机堆积结构的弹性网络 | 第98-99页 |
| 4.3.2 蛋白质残基接触网络无标度特征 | 第99-101页 |
| 4.3.3 氨基酸接触网络的聚集系数 | 第101-104页 |
| 4.3.4 氨基酸接触网络的特征路径长度 | 第104-107页 |
| 4.3.5 蛋白质的形状与振动模式之间的关系 | 第107-109页 |
| 4.4 从天然态残基涨落关联数据分析残基间相互作用 | 第109-114页 |
| 4.5 总结：蛋白质天然态结构临界性的结构基础 | 第114-116页 |
| 5 总结和展望 | 第116-120页 |
| 5.1 总结：蛋白质分子的临界性及其起源 | 第116-117页 |
| 5.1.1 蛋白质分子天然态涨落的临界性：数据驱动的研究 | 第116-117页 |
| 5.1.2 蛋白质分子临界性的起源：基于网络分析方法 | 第117页 |
| 5.1.3 从残基运动关联推断相互作用信息：自适应迭代算法 | 第117页 |
| 5.2 展望：临界性在蛋白质进化、折叠和聚集等问题中的应用 | 第117-120页 |
| 附录A 不同序列相似性情况下的蛋白质集合 | 第120-128页 |
| 附录B 蛋白质结构重合测试集 | 第128-132页 |
| 参考文献 | 第132-138页 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
