[發(fā)明專利]G蛋白偶聯(lián)受體-配體相互作用關(guān)系的預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810329690.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108647487A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江振然;陶然;陳范曙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/16
• 分類號(hào): G06F19/16;G06F19/24
• 代理公司: 上海麥其知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種預(yù)測(cè)G蛋白偶聯(lián)受體-配體相互作用關(guān)系的方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)方法包括：

步驟(1)：構(gòu)建非孤兒受體的G蛋白偶聯(lián)受體-配體相互作用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，以受體和配體作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，以受體-配體關(guān)系作為網(wǎng)絡(luò)中的邊，將受體與配體之間的關(guān)系映射到受體-配體關(guān)系相互作用網(wǎng)絡(luò)中；

步驟(2)：將孤兒受體與非孤兒受體之間的受體-受體關(guān)系嵌入到所述步驟(1)構(gòu)建的上述受體-配體關(guān)系相互作用網(wǎng)絡(luò)中，基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的路徑關(guān)系，構(gòu)建受體-配體作用對(duì)特征關(guān)系，然后結(jié)合不同分類器，實(shí)現(xiàn)對(duì)受體-配體相互作用關(guān)系的預(yù)測(cè)以及對(duì)孤兒受體潛在配體的有效預(yù)測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括四個(gè)階段：

(21)第一階段，網(wǎng)絡(luò)初始化，嵌入非孤兒受體信息，整合網(wǎng)絡(luò)：將孤兒受體與非孤兒受體之間的受體-受體關(guān)系嵌入到已知的受體-配體關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中，使得孤兒受體不再是網(wǎng)絡(luò)中的孤立點(diǎn)；

(22)第二階段，網(wǎng)絡(luò)路徑構(gòu)建，計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑：通過(guò)Dijkstra或者Floyd算法計(jì)算上一階段所得網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑；

(23)第三階段，受體-配體對(duì)的特征構(gòu)建：通過(guò)使用路徑相加法和路徑相減法來(lái)描述受體-配體對(duì)與節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系；

(24)第四階段，結(jié)合多種分類器進(jìn)行預(yù)測(cè)：結(jié)合分類器，實(shí)現(xiàn)對(duì)G蛋白偶聯(lián)受體-配體相互作用潛在關(guān)系的有效預(yù)測(cè)以及對(duì)孤兒受體的配體預(yù)測(cè)。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二階段中，利用Dijkstra算法計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑的步驟：

(1)定義一個(gè)初始矩陣其中M_{r_r}＝P，M_{r_l}＝Y(jié)，M_{l_r}＝Y(jié)^T以及M_{l_l}是個(gè)零矩陣；

(2)任意節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑的計(jì)算結(jié)果用矩陣M_f表示，矩陣的第i行第j列的值表示第i個(gè)節(jié)點(diǎn)到第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑距離，該矩陣受體和配體的順序與矩陣M₀相一致，受體的序號(hào)是從1到p，配體的序號(hào)是從(p+1)到(p+q)，其中，p是網(wǎng)絡(luò)中受體的個(gè)數(shù)，q是網(wǎng)絡(luò)中配體的個(gè)數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三階段中，所述路徑相加法為：

對(duì)于一個(gè)受體-配體對(duì)pair<r,l>，受體r到任意節(jié)點(diǎn)n_i的最短距離記為d_ri，配體l到任意節(jié)點(diǎn)n_i的最短距離記為d_li，d_ri和d_li取自于矩陣M_f；用d_ri與d_li的和描述一個(gè)受體-配體對(duì)和節(jié)點(diǎn)n_i的親密關(guān)系，則受體-配體對(duì)的第i維的特征可用公式表示為：

其中，i取值從1到v，MAX表示不存在路徑。

5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三階段中，所述路徑相減法為：

用d_ri與d_li的差值描述受體r和配體l與節(jié)點(diǎn)n_i關(guān)系的一致性；差值越小，一致性程度就越高；則受體-配體對(duì)的第i維的特征可用公式表示為：

其中，i取值從1到v，MAX表示不存在路徑。

6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第四階段中，采用多種分類器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行G蛋白偶聯(lián)受體-配體相互作用關(guān)系的預(yù)測(cè)；所述多種分類器學(xué)習(xí)方法包括隨機(jī)森林法、裝袋法和二分圖法。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中融合了包括受體序列相似性和配體化合物結(jié)構(gòu)相似性的多特征信息。