[發明專利]一種下界估計動態策略蛋白質結構預測方法

有效

• 申請號: 201810994693.9
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109448786B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張貴軍;彭春祥;王柳靜;周曉根;劉俊;胡俊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G06N3/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種下界估計動態策略蛋白質結構預測方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)給定目標蛋白的序列信息；

2)根據目標蛋白序列從ROBETTA服務器上得到片段庫文件，其中包括3片段庫文件和9片段庫文件；

3)設置參數：種群大小NP，算法的最大迭代代數G，溫度因子β，斜率控制因子M，置迭代代數g＝0；

4)種群初始化：隨機片段組裝生成NP個初始構象C_i，i＝{1,2，…,NP}；

5)將每個構象C_i的每個碳α原子的三維坐標組合成該構象的位置坐標表示第i個構象的空間位置坐標的第j維元素，j＝1,2,...,3len，len為蛋白質序列長度；

6)對種群中的每個個體C_i進行如下操作：

6.1)將C_i設為目標個體如果g＝0或g為偶數，則執行步驟6.2)～6.4)，否則執行步驟6.5)～6.7)，生成C_trial1、C_trial2、C_trial3；

6.2)在種群中隨機選出三個互不相同的個體C_a1、C_b1和C_c1，分別從C_a1、C_b1中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到C_c1對應的位置的片段生成變異構象C_trial1；

6.3)在種群中隨機選出四個互不相同的個體C_a2、C_b2、C_c2和C_d2，分別從C_a2、C_b2、C_c2中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到C_d2對應的位置的片段生成變異構象C_trial2；

6.4)在種群中隨機選出兩個互不相同的個體C_a3、C_b3，分別從C_a3、C_b3中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到對應的位置的片段生成變異構象C_trial3；

6.5)從種群中隨機選擇一個能量比低的構象C_SL，若為種群中能量最低的構象，則從整個種群中隨機選擇一個構象C_SL，然后從整個種群中隨機選擇兩個互不相等的構象C_a4和C_b4，且分別從C_a4、C_b4中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到C_SL對應的位置的片段生成變異構象C_trial1；

6.6)從種群中隨機選擇一個能量比低的構象C_SL，若為種群中能量最低的構象，則從整個種群中隨機選擇一個構象C_SL，然后從整個種群中隨機選擇一個構象C_a5，且分別從C_a5、C_SL中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到對應的位置的片段生成變異構象C_trial2；

6.7)從種群中隨機選擇一個能量比低的構象C_SL，若為種群中能量最低的構象，則從整個種群中隨機選擇一個構象C_SL，然后從整個種群中隨機選擇兩個互不相等的構象C_a6和C_b6，且分別從C_SL、C_b6中隨機選擇一個位置不同的3片段，分別替換到C_a6 對應的位置的片段生成變異構象C_trial3；

6.8)從種群中找出距離C_trial1、C_trial2、C_trial3最近的個體C_near1、C_near2、C_near3，分別將對應構象每個碳α原子的三維坐標組合成構象的位置坐標，則C_trial1、C_trial2、C_trial3和C_near1、C_near2、C_near3的位置坐標分別為

6.9)若g＝0，則用Rosetta score3能量函數分別計算C_trial1、C_trial2、C_trial3的能量score3(C_trial1)、score3(C_trial2)和score3(C_trial3)，并選能量最小的構象作為C_trial，并且記其空間位置坐標為計算C_trial與種群中每個構象的歐式距離，找出與其距離最近的構象C_near，并記其空間位置坐標為

6.10)如果則C_trial替換否則按照概率以蒙特卡洛準則接收構象；

6.11)若g0，用公式(1)分別計算C_trial1、C_trial2、C_trial3的下界估計UE_trial1、UE_trial2、UE_trial3；

選擇下界估計值最小的構象為C_trial，對應的下界估計值記為UE_trial，并且記其空間位置坐標為計算C_trial與種群中每個構象的歐式距離，找出與其距離最近的構象C_near，并記其空間位置坐標為

6.12)如果則C_trial被拒絕，否則計算C_trial的能量值score3(C_trial)，如果則C_trial替換否則按照概率以蒙特卡洛準則接收構象；

7)g＝g+1，迭代運行步驟6)～7)，至gG為止；

8)輸出能量最低的構象為最終結果。