[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

本申請提供了一種蛋白質復合物結構預測方法、裝置、設備及存儲介質，其中，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；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。采用上述方法，以減少在進行蛋白質復合物結構預測時的計算量，縮短在進行蛋白質復合物結構預測時所需耗費的時間。

技術領域

本發明涉及生物信息學領域，具體而言，涉及一種蛋白質復合物結構預測方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

蛋白質分子在生物體的細胞活動中有很大的作用，生物體的許多活動都是以蛋白質的活性作為基礎。蛋白質分子的結構決定蛋白質分子功能。因此，對生物分子結構和生物活性態建模對理解并治療與蛋白質相關的疾病有很大的幫助作用。并且對工程蛋白的制造有指導意義。

蛋白質的氨基酸序列信息決定蛋白質的三維結構的這個觀點被廣泛地接受，也是使用計算機實現蛋白質結構預測的理論依據。

發明人在研究中發現，利用計算機的運算能力和優化算法通過蛋白質的序列信息來預測蛋白質的三維結構，也就是說蛋白質折疊問題仍然是一個難題，即蛋白質結構預測的困難主要在兩個方面，首先是蛋白質結構預測所使用的能量模型不精確，其次是蛋白質的構象空間是極其龐大和復雜的，使得在使用復雜的網絡結構預測網絡一次性精確預測組成復合物的結構時所需耗費的時間大大增加。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出了一種蛋白質復合物結構預測方法、裝置、設備及存儲介質，通過避免使用復雜的網絡結構預測網絡一次性的預測組成復合物的不同蛋白質鏈之間的精確距離，以減少在進行蛋白質復合物結構預測時的計算量，縮短在進行蛋白質復合物結構預測時所需耗費的時間。

第一方面，本申請實施例提供了一種蛋白質復合物結構預測方法，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。

可選地，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。