[發明專利]通過集體坐標偏置預測錯誤折疊的蛋白質表位的系統和方法

在審

• 申請號: 201680065612.6
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN108475298A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: S·S·普洛特金
• 申請（專利權）人: 英屬哥倫比亞大學
• 主分類號: G06F19/16
• 分類號: G06F19/16;G06F19/10
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;鐘錦舜

1.一種用于基于計算機預測蛋白質中的一個或更多個候選表位的方法，所述方法包括：

在計算機系統上提供構象取樣引擎；

在所述計算機系統中獲得適于與所述構象取樣引擎一起使用的蛋白質模型，所獲得蛋白質模型包含原生結構；

通過所述計算機系統，將集體坐標偏置施加于所述蛋白質模型，所述集體坐標偏置引起所述構象取樣引擎轉而迫使所述蛋白質模型從其原生結構至少部分地解折疊為更新的結構，其中所述集體坐標偏置被總體施加于至少大部分所述蛋白質模型，并且所述集體坐標偏置在所述大部分所述蛋白質模型內發生解折疊之處是公平的；

通過所述計算機系統，分析所述更新的結構以識別一個或更多個候選表位，其中所述一個或更多個候選表位展現出局部解折疊的標記。

2.根據權利要求1或本文任何其他權利要求所述的方法，其中獲得所述蛋白質模型包括：從蛋白質模型數據庫中獲得所述蛋白質模型。

3.根據權利要求1或2中任一項或本文任何其他權利要求所述的方法，其中獲得所述蛋白質模型包括：獲得所述蛋白質模型的第一結構，然后通過所述計算機系統修改所述蛋白質模型的所述第一結構以生成所述蛋白質模型的所述原生結構。

4.根據權利要求3或本文任何其他權利要求所述的方法，其中修改所述蛋白質模型的所述第一結構以生成所述蛋白質模型的所述原生結構包括：通過所述計算機系統對所述蛋白質模型進行平衡模擬，所述平衡模擬從所述第一結構開始并變換所述第一結構以生成所述原生結構。

5.根據權利要求4或本文任何其他權利要求所述的方法，其中對所述蛋白質模型進行所述平衡模擬包括：使具有所述第一結構的所述蛋白質模型受模型環境作用，所述模型環境具有一個或更多個如下特征：粒子數恒定、恒壓和恒溫。

6.根據權利要求3至5中任一項或本文任何其他權利要求所述的方法，其中修改所述第一蛋白質模型的所述第一結構以生成所述蛋白質模型的所述原生結構包括：向所述第一結構添加一個或更多個缺失的殘基以生成所述原生結構，所述原生結構對應于全長的一級序列。

7.根據權利要求1至6中任一項或本文任何其他權利要求所述的方法，其中將集體坐標偏置施加于所述蛋白質模型包括：通過所述計算機系統以多個時間步長對所述蛋白質模型進行離散時間模擬，所述離散時間模擬從所述蛋白質模型的所述原生結構開始，并且在來自所述多個時間步長當中的每個具體的時間步長中生成對于所述具體的時間步長的所述蛋白質模型的相應的更新的結構。

8.根據權利要求7或本文任何其他權利要求所述的方法，其中以所述多個時間步長對所述蛋白質模型進行所述離散時間模擬包括：使所述構象取樣引擎迫使在所述蛋白質模型中結構變化，所述結構變化是通過如下來確定的：需要由所述蛋白質模型的所述更新的結構確定的實際集體坐標以所述多個時間步長跟蹤目標集體坐標。

9.根據權利要求8或本文任何其他權利要求所述的方法，其中需要由所述蛋白質的所述更新的結構確定的實際集體坐標以所述多個時間步長跟蹤目標集體坐標包括：以來自所述多個時間步長當中的每個具體的時間步長，需要由在所述具體的時間步長上所述蛋白質的所述更新的結構確定的實際集體坐標針對所述具體的時間步長跟蹤目標集體坐標。

10.根據權利要求8至9中任一項或本文任何其他權利要求所述的方法，其中需要由所述蛋白質的所述更新的結構確定的實際集體坐標在所述多個時間步長上跟蹤目標集體坐標包括：通過所述計算機系統，使勢能函數最小化，所述勢能函數至少部分地取決于表達所述蛋白質模型的任何隨意結構的所述實際集體坐標與所述目標集體坐標之間的差異的度量。

11.根據權利要求10或本文任何其他權利要求所述的方法，其中使所述勢能函數最小化包括：以來自所述多個時間步長當中的每個具體的時間步長，使所述勢能函數最小化。