[發明專利]基于混沌蜂群算法的蛋白質三維結構預測方法

有效

• 申請號: 201210406292.X
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102915407A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 郭躬德;王怡;孔祥增
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G06F19/16
• 分類號: G06F19/16;G06N3/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于混沌蜂群算法的蛋白質三維結構預測方法，其特征在于：對于含有n個殘基的蛋白質，將蛋白質三維結構抽象成2n-5維空間中的一個點，即混沌蜂群算法中食物源的位置，然后采用混沌蜂群算法按如下步驟進行蛋白質三維結構預測：

(1)?初始化參數：食物源規模SN，算法最大循環次數Maxloop，搜索次數limit，混沌搜索最大迭代次數C_max，種群最小能量值E_min和最優個體h_min，設置算法當前迭代次數loopcount=0，食物源搜索計數器c_i=0(i=1,2,...,SN)；

(2)?隨機產生SN個食物源???????????????????????????????????????????????；

(3)?計算所有食物源的能量值，得到最優能量E₀及其對應的最優解h₀，更新當前最優解h_min=h₀和當前最優能量E_min=E₀；

(4)?當前迭代次數loopcount加1，并判斷當前迭代次數loopcount是否小于最大循環次數Maxloop，是則轉步驟(5)，否則終止算法，輸出全局最優解h_min和全局最優能量E_min；

(5)?搜索所有食物源的領域解，計算其能量值，若新食物源的能量值低于原食物源的能量值，則用新食物源替換原食物源，否則保留原食物源，且對應的搜索計數器c加1；

(6)?采用錦標賽選擇策略選擇部分食物源再進行一次領域解搜索，計算其能量值，保留能量值低的食物源；

(7)?判斷是否存在在設定的搜索次數limit內未更新的食物源，如果存在，則利用Logistic方程混沌搜索產生一個新食物源來代替它，對應的搜索計數器c清零；

(8)?計算每個食物源的能量值，若E₀<?E_min，則更新當前最優解h_min=h₀和當前最優能量E_min=E₀，轉步驟(4)。

2.根據權利要求1所述的基于混沌蜂群算法的蛋白質三維結構預測方法，其特征在于：在步驟(3)和步驟(8)中，食物源的能量值按如下公式計算：

式中，前項為主鏈彎曲勢能，與序列自身無關，僅由相鄰鍵之間的鍵角有關；后項為不相鄰殘基間的引力勢能，它隨著序列的變化而變化，即主鏈鍵上任意一對不相鄰殘基的變化都將引起其變化，其中：

這里，表示氨基酸殘基的類別，若其屬于A，則；若其屬于B，則。

3.根據權利要求1所述的基于混沌蜂群算法的蛋白質三維結構預測方法，其特征在于：在步驟(5)中，按如下公式搜索所有食物源的領域解，計算其能量值：

新食物源由原食物源的第j維更新而來；其中，k、j、r均為隨機數，且，，。

4.根據權利要求1所述的基于混沌蜂群算法的蛋白質三維結構預測方法，其特征在于：在步驟(7)中，按如下的Logistic方程混沌搜索產生一個新食物源：

?

由初始值迭代出一個時間序列；其中是混沌狀態的控制參數，取4，以使Logistic方程完全進入混沌狀態。