1.一种基于小生境重采样的多模态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)输入目标蛋白质的序列信息;
2)根据目标蛋白质序列从ROBETTA服务器获取3片段和9片段的片段库文件;
3)设置参数:最大迭代次数G,能量函数系数k1,小生境半径系数k2,降级函数系数m,能量阈值T;
4)设置g=1,g∈{1,2,...,G};
5)能量函数初始化:记P为目标构象,设置Rosetta初始能量函数为M1(P)=score(P);
6)构象初始化:随机片段组装产生一个初始构象
7)初始小生境构象生成操作,过程如下:
7.1)记Mg(P)为第g次迭代的能量函数,以 作为初始构象,根据能量函数Mg(P)运行Rosetta中的abinitio协议第一至四阶段,记 为四个阶段中能量最高的接收构象,其能量值为 为能量最低的接收构象,其能量值为
7.2)若 则执行步骤8),否则,重新执行步骤7);
8)小生境重采样操作,过程如下:
8.1)记Ωg为第g次迭代的接收构象集合,并设置 以 作为初始构象,根据能量函数Mg(P)继续运行Rosetta第一至四阶段,若接收的目标构象Paccept的能量Eaccept<T,则Ωg=Ωg∪{Paccept},并记 为集合Ωg中能量最低的构象;
8.2)记 分别为集合Ωg中能量最低构象 的第i个残基的二面角,分别为集合Ωg中第j个构象的第i个残基的二面角,j∈{1,2,...,|g
Ωg|},L为目标蛋白质的序列长度,按如下公式计算小生境半径r:
8.3)记 φi、ωi分别为目标构象P的第i个残基的二面角, 为目标构象P与能量最低构象 之间的距离,并按如下公式计算:
8.4)按如下公式计算降级函数:
8.5)按如下公式计算下一次迭代的能量函数:
9)设置g=g+1,若g>G,则执行步骤10);否则,转至步骤6);
10)输出G次迭代中的G个能量最低构象 作为最后预测结果,g∈{1,2,...,G}。