[發明專利]蛋白質結構預測

在審

• 申請號: 202011623825.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114694744A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王童;邵斌;劉鐵巖
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G16B15/20
• 分類號: G16B15/20;G16B50/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 羅利娜

1.一種計算機實現的方法，包括：

獲取針對目標蛋白質的約束集，所述約束集包括針對所述目標蛋白質的多個結構屬性的多個約束；

提取所述多個約束各自的特征信息；

基于所述多個約束的特征信息來確定所述多個約束各自對應的多個權重，每個權重指示對應的約束在用于預測所述目標蛋白質的結構時對所述預測的影響程度；以及

基于所述約束集中的所述多個約束和所述多個權重來預測所述目標蛋白質的結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個結構屬性包括組成所述目標蛋白質的多個殘基的殘基間距離和殘基間取向，并且

其中所述多個約束分別指示針對所述多個結構屬性的屬性值的概率分布信息。

3.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述多個約束各自的多個權重包括：

利用約束質量分析模型，基于所提取的特征信息來確定所述多個約束各自的多個質量得分，所述約束質量分析模型基于蛋白質的已知結構中的多個結構屬性的真實屬性值來被訓練；以及

基于所述多個約束各自的多個質量得分來向所述多個約束分別指派所述多個權重。

4.根據權利要求1所述的方法，其中預測所述目標蛋白質的結構包括：

通過多次迭代來預測所述目標蛋白質的結構，在每一次迭代中，

從所述約束集中丟棄至少一個約束，以獲得簡化約束集，以及

基于所述簡化約束集和向所述簡化優化集中的多個約束指派的所述權重，來生成所述目標蛋白質的至少一個預測結構；以及

基于所述多次迭代中生成的多個預測結構來確定所述目標蛋白質的目標結構。

5.根據權利要求1所述的方法，其中預測所述目標蛋白質的結構包括：

生成與所述多個結構屬性分別對應的多個蛋白質特定勢能函數，每個蛋白質特定勢能函數基于所述約束集中針對對應結構屬性的一組約束的加權，所述加權基于所述一組約束的相應權重；

基于所述多個蛋白質特定勢能函數，確定用于預測蛋白質結構的結構預測模型的第一目標函數；以及

利用所述結構預測模型，至少通過使所述第一目標函數達到收斂目標來確定所述目標蛋白質的結構，所述結構的所述多個結構屬性滿足所述多個蛋白質特定勢能函數中所使用的約束。

6.根據權利要求5所述的方法，其中至少通過使所述第一目標函數達到收斂目標來確定所述目標蛋白質的結構包括：

生成至少一個幾何結構勢能函數，所述至少一個幾何結構勢能函數基于針對蛋白質的至少一個基本幾何結構屬性的至少一個約束，所述至少一個約束基于從已知蛋白質的天然肽確定的所述至少一個基本幾何結構屬性的屬性值；

基于所述至少一個幾何結構勢能函數來確定用于所述結構預測模型的第二目標函數；

利用所述結構預測模型，通過使所述第一目標函數和所述第二目標函數分別達到各自的收斂目標來確定所述目標蛋白質的所述結構，所述結構的所述多個結構屬性滿足所述多個蛋白質特定勢能函數中所使用的約束，并且所述結構的幾何結構滿足所述至少一個幾何結構勢能函數中所使用的約束。

7.根據權利要求6所述的方法，其中通過最小化所述第一目標函數和所述第二目標函數來確定所述目標蛋白質的所述結構包括：

在第一階段中，通過使所述第一目標函數達到收斂目標來生成所述目標蛋白質的至少一個中間預測結構，所述至少一個中間預測結構各自的多個結構屬性滿足所述多個蛋白質特定勢能函數中所使用的約束；以及

在第二階段中，通過使所述第一目標函數和所述第二目標函數均達到各自的收斂目標來更新所述至少一個中間預測結構，以確定所述目標蛋白質的所述結構。