[發明專利]一種蛋白質復合物結構預測方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202310085702.3
• 申請日: 2023-01-19
• 公開（公告）號: CN116052758A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 羅玉杰;李少川;李輝;宋樂
• 申請（專利權）人: 百圖生科(北京)智能技術有限公司
• 主分類號: G16B15/00
• 分類號: G16B15/00;G16B5/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃英杰

1.一種蛋白質復合物結構預測方法，其特征在于，所述方法包括:

將蛋白質復合物中的多個蛋白質鏈的氨基酸序列輸入至訓練好的位置預測模型中，得到每個所述蛋白質鏈的第一代表原子的預測原子位置；

根據多個所述蛋白質鏈對應的預測原子位置和預測距離圖譜確定出多個所述蛋白質鏈之間的最優平移旋轉關系，使得多個所述蛋白質鏈在所述最優平移旋轉關系下的計算距離圖譜與所述預測距離圖譜的距離差異最小；其中，所述預測距離圖譜是根據多個所述蛋白質鏈的氨基酸序列確定的，用于表征多個所述蛋白質鏈的第二代表原子之間的近似距離；所述計算距離圖譜是根據多個所述蛋白質鏈對應的預測原子位置和多個所述蛋白質鏈之間的平移旋轉關系確定的，用于表征在該平移旋轉關系下，多個所述蛋白質鏈的第一代表原子之間的距離；第二代表原子和第一代表原子相同或不同；

根據所述最優平移旋轉關系，得到所述蛋白質復合物的預測結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在根據多個所述蛋白質鏈對應的預測原子位置和預測距離圖譜確定出多個所述蛋白質鏈之間的最優平移旋轉關系前，所述方法還包括：

將多個所述蛋白質鏈的氨基酸序列輸入至訓練好的目標圖譜預測網絡中得到準預測距離圖譜，其中，所述準預測距離圖譜包含至少一個M*N*P的矩陣，其中P為距離分類的個數，所述矩陣的第p層的第mn個元素表示第一蛋白質鏈的第m個第一代表原子和第二蛋白質鏈的第n個第一代表原子之間的預測距離落入第p個距離分類的概率，不同的距離分類對應不同的距離區間；其中p選自1到P的整數；m選自1到M的整數，n選自1到N的整數；

根據所述準預測距離圖譜得到所述預測距離圖譜；其中，所述預測距離圖譜中包含所述第一蛋白質鏈的第m個第一代表原子和所述第二蛋白質鏈的第n個第一代表原子之間的近似距離，所述近似距離用第一蛋白質鏈的第m個第一代表原子和第二蛋白質鏈的第n個第一代表原子所對應的最大概率所對應的類別表示。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述目標圖譜預測網絡包括進化網絡模塊和圖譜生成模塊；

所述目標圖譜預測網絡是通過如下步驟訓練的：

將已知結構的蛋白質復合物中所包含的多個訓練蛋白質鏈的氨基酸序列輸入所述進化網絡模塊，得到配對特征；

將所述配對特征輸入所述圖譜生成模塊，得到預測原子近似距離；

根據所述預測原子近似距離和實際原子近似距離之間的差異值對所述進化網絡模塊和/或所述圖譜生成模塊的參數進行調整，得到所述目標圖譜預測網絡。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，當所述第二代表原子和所述第一代表原子不同時，所述根據多個所述蛋白質鏈對應的預測原子位置和預測距離圖譜確定出多個所述蛋白質鏈之間的最優平移旋轉關系，包括：

將所述計算距離圖譜換算為換算計算距離圖譜，所述換算計算距離圖譜是用所述第二代表原子之間的距離表征的；多個所述蛋白質鏈在所述最優平移旋轉關系下的換算計算距離圖譜與所述預測距離圖譜的距離差異最小；

或者，將所述預測距離圖譜換算為換算預測距離圖譜，所述換算預測距離圖譜是用所述第一代表原子之間的距離表征的；多個所述蛋白質鏈在所述最優平移旋轉關系下的計算距離圖譜與所述換算預測距離圖譜的距離差異最小。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述根據多個所述蛋白質鏈對應的預測原子位置和預測距離圖譜確定出多個所述蛋白質鏈之間的最優平移旋轉關系，包括：

根據下列公式得到最優平移旋轉關系：

其中，x_A為一個蛋白質鏈的預測原子位置，x_B為另一個蛋白質鏈的預測原子位置，C為所述預測距離圖譜，T為平移旋轉關系，R為旋轉矩陣，t為平移矩陣。