[發(fā)明專(zhuān)利]基于三元組損失的蛋白質(zhì)折疊識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010947616.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112116949B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 於東軍;劉巖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G16B15/20
• 分類(lèi)號(hào): G16B15/20;G06N3/04
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 岑丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于三元組損失的蛋白質(zhì)折疊識(shí)別方法，包括以下幾個(gè)步驟：使用one?hot編碼對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行編碼，將編碼后的蛋白質(zhì)輸入到SSA程序中，得到蛋白質(zhì)殘基與殘基之間的接觸圖，把接觸圖作為輸入數(shù)據(jù)，輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)框架中，網(wǎng)絡(luò)的輸出就為蛋白質(zhì)特定于折疊識(shí)別的特征；把查詢(xún)蛋白的特征與蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已知蛋白質(zhì)折疊類(lèi)別的模板蛋白質(zhì)相比較，將距離查詢(xún)蛋白最近的模板蛋白質(zhì)的折疊類(lèi)別被分配給查詢(xún)蛋白。本發(fā)明借鑒三元組損失的訓(xùn)練思想，使得同類(lèi)之間的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)距離更近，不同類(lèi)之間的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更遠(yuǎn)，從而使得蛋白質(zhì)的特征表達(dá)具有更強(qiáng)的鑒別力，使得識(shí)別效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物信息學(xué)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體為一種基于三元組損失的蛋白質(zhì)折疊識(shí)別方法。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)折疊類(lèi)型的確定可以揭示生命的第二套遺傳密碼，具體來(lái)說(shuō)就是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是如何決定他的空間結(jié)構(gòu)的方式。眾所周知，蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)對(duì)于研究蛋白質(zhì)的功能與性質(zhì)起著至關(guān)重要的作用，而正確的確定蛋白質(zhì)的折疊識(shí)別又是預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵一環(huán)。另外，由于蛋白質(zhì)的折疊方式對(duì)蛋白質(zhì)的異質(zhì)性以及分子功能都有著深遠(yuǎn)的影響，所以在醫(yī)藥人工設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)、尋找致命機(jī)理以及包涵體復(fù)性等領(lǐng)域都會(huì)有著巨大的促進(jìn)作用。因次，快速而準(zhǔn)確的識(shí)別蛋白質(zhì)的折疊類(lèi)型對(duì)生命科學(xué)，醫(yī)藥科學(xué)的發(fā)展都有著重要的意義。

在研究的早期階段，確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)通常采用的是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，例如X射線晶體法和核磁共振光譜法。但是，這些傳統(tǒng)的方法的缺點(diǎn)也十分的明顯，成本高而且耗費(fèi)的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。另外隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展以及人類(lèi)結(jié)構(gòu)基因組的不斷推進(jìn)，蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中累積了大量的具有已知折疊類(lèi)型的蛋白質(zhì)。因次應(yīng)用生物信息學(xué)中的相關(guān)知識(shí)，研發(fā)能夠直接快速的從蛋白質(zhì)序列出發(fā)進(jìn)行蛋白質(zhì)的折疊識(shí)別的方法有著迫切的需求，并且對(duì)于發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的功能也有著重要的意義。

在之前的研究中，國(guó)內(nèi)外的研究者提出了各種蛋白質(zhì)折疊識(shí)別方法，這些方法從原理上分大致可以分為兩類(lèi)：基于模板的方法和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。