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专利号: 2018109860355
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多轨迹和残基接触信息的蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

1)给定输入序列信息;

2)初始化参数:设置初始构象集的规模NP,最大迭代数Gmax,初始构象迭代次数iter,采样计数器CN,搜索轨迹最大次数CNmax,温度常数T,氨基酸序列中两个残基间的距离阈值num,其中num≥24且num∈R+,权重系数w1和w2;

3)残基间的远程作用:在氨基酸序列中,如果两个残基间的距离大于num,并且两个残基的Cα原子之间的距离小于 则这对残基具有远程作用;

4)根据RaptorX-Contact预测的关联图选取目标蛋白中具有远程作用的所有残基对C={c1,c2,…ctotal},同时标记残基对cn的接触值dn,并构成初始特征向量D={d1,d2…,dtotal},其中total代表具有远程作用的残基对总数;

5)初始化构象集:启动NP条Monte Carlo轨迹,采用Rosetta的能量函数Score0对每个构象进行打分,每条轨迹搜索iter次,即生成NP个初始构象xi,i=1,...,NP构成初始构象集;

6)对每个目标构象xi,i=1,...,NP进行如下操作:

6.1)每次迭代中随机选取两个个构象xj,j∈{1,2,...,NP且j≠i}和xk,k∈{1,2,...,NP且k≠j≠i}:

6.2)轨迹1中设定构象xi为操作构象,打分函数采用Rosetta的能量函数Score1;

6.3)对目标构象进行片段组装,计数器CN开始计数,利用能量函数计算组装前后的能量值E和E′,根据公式ΔE=E′-E计算出组装前后的能量变化值;

6.4)是否接收该片段的插入主要根据公式P(ΔE)=min{1,e-ΔE/T}>rand判断,其中rand∈[0,1]的随机数;判断CN≤CNmax是否满足,如果满足则依次执行步骤6.3)和6.4);如果不满足则计数器CN清零,停止片段组装;

6.5)输出搜索后的构象x′i;

6.6)轨迹2中选择构象xj为操作构象,打分函数采用Rosetta能量函数Score2;

6.7)对构象xj依次执行6.3)和6.4);

6.8)输出搜索后的构象x′j;

6.9)轨迹3中选择构象xk为操作构象,打分函数采用Rosetta的能量函数Score5;

6.10)对构象xk依次执行6.3)和6.4);

6.11)输出搜索后的构象x′k;

6.12)根据构象x′i,x′j,x′k的能量和距离误差选出潜在构象,过程如下:

6.12.1)依次判断构象x′i的氨基酸对cn之间是否存在相互作用,如果存在相互作用,则残基的接触值d′n=1,否则残基间的接触值d′n=0,并构成特征向量D′={d′1,d′2,…,d′num};

6.12.2)计算构象x′i的特征向量D′={d′1,d′2,…,d′n}与初始特征向量D={d1,d2…,dnum}的距离误差

6.12.3)与步骤6.12.1)和6.12.2)同理计算出构象x′j相应的距离误差sim2;

6.12.4)与步骤6.12.1)和6.12.2)同理计算出构象x′k相应的距离误差sim3;

6.12.5)根据Rosetta的能量函数Score3分别计算得到构象x′i,x′j,x′k的能量值分别为en1,en2,en3;

6.12.6)根据公式E1=w1·sim1+w2·en1计算构象x′i的总得分;

6.12.7)根据公式E2=w1·sim2+w2·en2计算构象x′j的总得分;

6.12.8)根据公式E3=w1·sim3+w2·en3计算构象x′k的总得分;

6.12.9)比较E1,E2,E3的大小,选出优势构象,即总得分最小的构象为潜在构象;

6.13)用潜在构象替换目标构象,即更新初始构象集;

7)判断是否达到最大迭代数Gmax,若达到最大迭代数,则结束迭代,否则转至步骤6)。