[發明專利]基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法

在審

• 申請號: 201911369728.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111145830A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 胡賽;趙碧海;熊慧軍;王皓鋆
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G16B40/00
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 潘訪華

1.一種基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據蛋白質相互作用網絡拓撲結構建立無向加權網絡，并將無向加權網絡表征為無向圖鄰接矩陣M；

根據蛋白質結構域信息和蛋白質復合物信息計算得到初始傳播距離矩陣MI；

根據無向圖鄰接矩陣M和初始傳播距離矩陣MI，迭代地計算蛋白質間的網絡傳播距離以得到網絡傳播矩陣MP；

根據網絡傳播矩陣MP逐步添加與測試蛋白質的鄰接節點構成功能模塊，多個功能模塊構成候選功能列表；

對候選功能列表中的候選功能評分、排序，選擇排名靠前的若干項功能注釋測試蛋白質。

2.根據權利要求1所述的基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，建立無向加權網絡時，通過邊聚集系數計算蛋白質間的權值W(P_i，P_j)，

其中，為蛋白質P_i鄰居節點的集合，為蛋白質P_j的鄰居節點的集合，為蛋白質P_i和蛋白質P_j的共同鄰居節點的集合，蛋白質P_i和蛋白質P_j為蛋白質相互作用網絡中的任意兩個蛋白質。

3.根據權利要求1所述的基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，

其中，Sim_D(i，j)為蛋白質P_i和蛋白質P_j之間基于結構域的功能相似性，Sim_C(i，j)為蛋白質P_i和蛋白質P_j之間基于復合物的功能相似性，n為蛋白質的數量，i∈[1，n]，j∈[1，n]。

4.根據權利要求3所述的基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，

其中，DS_i為蛋白質P_i的不同類型結構域構成的集合，DS_j為蛋白質P_j的不同類型結構域構成的集合，DS_i∩DS_j為蛋白質P_i和蛋白質P_j的相同結構域類型構成的集合。

5.根據權利要求3所述的基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，

其中，CS_i為包含蛋白質Pi的復合物的集合，CS_j為包含蛋白質P_j的復合物的集合，CS_i∩CS_j為同時包含蛋白質P_i和蛋白質P_j的復合物構成的集合。

6.根據權利要求1所述的基于網絡傳播的蛋白質功能預測方法，其特征在于，網絡傳播矩陣MP的構建步驟如下：

S301、從蛋白質列表中選擇一個蛋白質V_i；

S302、初始化迭代步伐t＝0,Dis₀＝[1/n，1/n，…1/n]，其中，n表示蛋白質數量；

S303、迭代地計算其他蛋白質與蛋白質V_i的網絡傳播距離，計算公式為：

Dis_t+1＝(1-α)·M·Dis_t+α·MI_i，

其中，參數α為重啟概率，且0≤a≤1，MI_i為初始傳播距離矩陣MI第i行元素構成的向量；

S304、如果||Dis_t+1-Dis_t||≥ε，使t＝t+1，并返回S302繼續進行迭代，否則，迭代終止；

S305、返回S301，從蛋白質列表中選擇下一個蛋白質繼續計算網絡傳播距離，直至蛋白質列表中所有蛋白質節點遍歷完畢得到網絡傳播矩陣MP，