[发明专利]蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库的建立方法及基于此的预测方法

权利要求书

1.一种蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集蛋白质三维结构中金属离子结合位点的单残基匹配信息；

从获得的所述匹配信息中提取蛋白质链上规则的金属结合位点局域结构；

分解所述金属结合位点，建立单配体残基与金属离子相对空间位置关系的模板库；

计算每个单配体残基模板的D、G、C值，按残基和金属离子M类型分类去冗余，建立非冗余的单配体残基模板库；

其中，D值＝金属离子M与单配体残基C_β原子的距离；

G值＝M-C_β-C_α三原子形成的夹角；

C值＝M-C_β-C_α-C四原子形成的二面角；

C_β、C_α、C均为同一单配体残基上原子；

统计所述金属离子可结合的配体残基及第一配位层原子类型，以及天然态的空间几何物理量分布；以及

依据单配体残基类型，对建立的所述单残基匹配组合模板库进行分类。

2.根据权利要求1所述的蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库的建立方法，其特征在于，在获得所述蛋白质三维结构中金属离子结合位点的单残基匹配信息时还进行去重处理，仅保留两两之间序列一致性小于80％的金属蛋白结构。

3.一种基于蛋白质三维结构中金属离子结合位点的单配体残基模板库的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过预先建立的蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库中的模板与待预测蛋白质上的同类型残基进行匹配，以此预测蛋白质三维结构中金属离子结合位点的潜在单配体残基；

其中，所述预先建立的蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库是根据权利要求1至2任意一项所述蛋白质三维结构中金属离子结合位点单配体残基模板库的建立方法建立的。

4.根据权利要求3所述的基于蛋白质三维结构中金属离子结合位点的单配体残基模板库的预测方法，其特征在于，所述通过预先建立的单配体残基模板库中模板与待预测蛋白质上的同类型残基进行匹配的步骤具体包括：

步骤1，在预测第一和第二潜在配体残基时，将所述预先建立的单配体残基模板库中每个与目标残基类型一致的模板逐个叠合代入待预测蛋白质的结构中，以叠合后的模板残基侧链构象，预测待预测蛋白质的结构中该潜在配体残基结合相同金属离子时的构象态，筛选出满足条件的构象态；

步骤2，固定步骤1筛选出的第一、第二潜在配体残基构象态，以初步预测出的金属离子与附近残基的C、C_α、C_β的相对位置D、G、C值为约束条件，筛选第三潜在配体残基位点及合适的模板，计算该模板下的预测构象态，以及基于相同规则原理，筛选出可能存在的第四潜在配体残基位点、合适的模板和可能的构象态；其中D值为金属离子M与单配体残基C_β原子的距离；G值为M-C_β-C_α三原子形成夹角；C值为M-C_β-C_α-C四原子形成的二面角，C_β、C_α、C均为同一单配体残基上原子；

步骤3，采用整体评估打分排序的策略筛选出最终预测构象态，其中所述打分采用计算偏差值，打分函数基于预测的构象态与来自天然的单配体模板及金属结合位点空间标准构象态双重偏差计算。

5.根据权利要求4所述的基于蛋白质三维结构中金属离子结合位点的单配体残基模板库的预测方法，其特征在于，步骤1所述筛选出满足条件的构象态的步骤中，所述条件至少包括：

①第一配位层原子空间构型符合螯合该类型金属离子的要求；

②排除空间位阻和过近接触。