[發(fā)明專利]一種全局和局部下界估計(jì)協(xié)同的群體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810993709.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109300503B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉根;張貴軍;彭春祥;王柳靜;胡俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G16B15/20
• 分類號(hào): G16B15/20;G16B40/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種全局和局部下界估計(jì)協(xié)同的群體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)輸入待測(cè)蛋白質(zhì)的序列信息，并從ROBETTA服務(wù)器上得到片段庫(kù)；

2)參數(shù)設(shè)置：設(shè)置種群規(guī)模NP，交叉概率CR，片段長(zhǎng)度f(wàn)l，溫度因子KT，全局斜率控制因子M，局部斜率控制因子M′，鄰近個(gè)體的數(shù)量N，最大迭代次數(shù)G_max，并初始化迭代次數(shù)g＝0；

3)從各殘基位對(duì)應(yīng)的片段庫(kù)中隨機(jī)選擇片段組裝生成初始構(gòu)象種群P＝{C₁,C₂,...,C_NP}，其中，C_i,i＝{1,2,…,NP}為種群P中的第i個(gè)構(gòu)象個(gè)體；

4)根據(jù)Rosetta socre3能量函數(shù)計(jì)算當(dāng)前種群中每個(gè)構(gòu)象的能量值；

5)根據(jù)每個(gè)構(gòu)象C_i，i∈{1,2,…,NP}的碳α原子坐標(biāo)表示其空間位置坐標(biāo)并計(jì)算每個(gè)構(gòu)象C_i的支撐向量l_i：

其中，E(C_i)為構(gòu)象C_i的能量，為構(gòu)象C_i位置坐標(biāo)的第t維元素，為松弛變量；

6)對(duì)種群中的每個(gè)構(gòu)象C_i,i∈{1,2,…,NP}執(zhí)行如下操作：

6.1)將構(gòu)象C_i看作目標(biāo)構(gòu)象，根據(jù)空間位置坐標(biāo)計(jì)算C_i與其它NP-1個(gè)構(gòu)象之間的歐氏距離；

6.2)選出與目標(biāo)構(gòu)象距離最近的N個(gè)構(gòu)象，從這N個(gè)鄰近構(gòu)象中隨機(jī)選取兩個(gè)不同的構(gòu)象C_a和C_b，并從其余NP-N-1個(gè)構(gòu)象中隨機(jī)選取一個(gè)與C_i不同的構(gòu)象C_c；

6.3)分別從C_a和C_b中隨機(jī)選擇一個(gè)殘基位不同的長(zhǎng)度為fl的片段替換構(gòu)象C_c中對(duì)應(yīng)位置的片段，生成變異構(gòu)象C_mutant；

6.4)隨機(jī)生成一個(gè)0和1之間的小數(shù)R，如果RCR，則從構(gòu)象C_i中隨機(jī)選取一個(gè)長(zhǎng)度為l的片段替換變異構(gòu)象C_mutant中對(duì)應(yīng)位置的片段，并進(jìn)行一次隨機(jī)片段組裝，從而生成測(cè)試構(gòu)象C_trial；否則直接將變異構(gòu)象進(jìn)行一次隨機(jī)片段組裝生成測(cè)試構(gòu)象C_trial；

6.5)根據(jù)C_trial的空間位置坐標(biāo)計(jì)算它與種群中所有構(gòu)象之間的歐氏距離，并選出與其最近的構(gòu)象C_nb；

6.6)計(jì)算構(gòu)象C_nb的抽象凸下界估計(jì)支撐向量l：

其中，E(C_nb)為構(gòu)象C_nb的能量，為構(gòu)象C_nb空間位置坐標(biāo)的第t維元素，為松弛變量；

6.7)計(jì)算測(cè)試構(gòu)象C_trial的能量局部下界估計(jì)值其中為支撐向量l_nb的第t維元素，為測(cè)試構(gòu)象C_trial位置坐標(biāo)的第t維元素；

6.8)計(jì)算測(cè)試構(gòu)象C_trial的能量全局下界估計(jì)值其中為支撐向量l_i的第t維元素；

6.9)計(jì)算構(gòu)象C_trial的能量下界估計(jì)值

6.10)如果U(C_trial)E(C_i)，則構(gòu)象C_i保持不變，其中E(C_i)為目標(biāo)構(gòu)象的能量值；

6.11)如果U(C_trial)≤E(C_i)，根據(jù)Rosetta score3能量函數(shù)計(jì)算測(cè)試構(gòu)象C_trial的能量值E(C_trial)；如果E(C_trial)E(C_i)，則C_trial替換C_i，否則根據(jù)玻爾茲曼概率用C_trial替換C_i，其中ΔE＝E(C_i)-E(C_trial)；

7)g＝g+1，如果gG_max，則輸出能量最低的構(gòu)象作為最終預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，否則返回步驟5)。