[发明专利]一种分析通信路径与脂肪酶耐热性关系的方法

说明书

本发明公开了一种分析通信路径与脂肪酶耐热性关系的方法，属于计算机应用技术领域。通过将Dijkstra算法与类Apriori算法相结合，方便快捷的揭示出脂肪酶动态的通信与热稳定性的关系，并且挖掘出结构内部任意两个残基之间的路径信息，解决了现有技术中未挖掘出内部的重要路径段而容易忽略掉重要的路径信息的问题，达到了更加精准的表现出残基间通信强度的差异，并且本申请所述揭示的脂肪酶的通信与热稳定性的关系为动态的，克服了现有技术只能反应脂肪酶静态的的通信与热稳定性的关系，整体从全局角度研究蛋白质热稳定性提供了有效的手段。

技术领域

本发明涉及一种分析通信路径与脂肪酶耐热性关系的方法，属于计算机应用技术领域。

背景技术

在过去的十几年间，由于复杂网络理论的发展，蛋白质结构被编码为残基相互作用网络以用于分析蛋白质结构与功能的关系。残基相互作用网络能够从系统角度研究蛋白质空间结构和蛋白质性质、功能的关系，它不仅可以用于发现蛋白质结构的拓扑特征，还可以用来探讨蛋白质动力学与信号传导之间的关系等等。通信路径是残基相互作用网络中两个残基之间的重要特征，基于残基相互作用网络识别脂肪酶中残基间的动态通信的变化能够推动蛋白质通信与热稳定性关系的研究。目前很少有研究动态残基相互作用网络中通信并将动态残基相互作用网络通信与脂肪酶热稳定性相结合的研究方法，因此发明此类研究方法能够进一步促进蛋白质结构与功能关系的研究。

Raimondi F(《Light on the structural communication in Ras GTPases》.Journal of Biomolecular Structure and Dynamics,2013,31(2):142-157.)等人将图论与蛋白质结构网络分析的框架中的波动动力学相结合去探索蛋白质的结构通信，在确定最短路径后只是简单的统计了出现的路径在模拟时间内出现的频率，并没能挖掘出内部的重要路径段，所以此方法如果和热稳定研究相结合就容易忽略掉重要的路径信息。James KA(《Structure-based network analysis of activation mechanisms in the ErbBfamily of receptor tyrosine kinases:the regulatory spine residues are globalmediators of structural stability and allosteric interactions》.PLoS One,2014,9(11):e113488.)等人研究了蛋白质结构网络的变构通信，通过计算网络介数识别了网络中信息传递中的高中心性残基，发现这些高中性残基对催化域中的通信起到了重要的作用，然而简单的介数计算不能帮助捕捉所有残基间通信的变化过程。Ribeiro A A S T(《Determination of signaling pathways in proteins through network theory:importance of the topology》.Journal of chemical theory and computation,2014,10(4):1762-1769.)等人通过计算残基间相互作用能量构建蛋白质结构网络，并基于网络拓扑结构识别了结合位点之间的信号传播路径。然而该方法在识别通信路径时只是简单地考虑了网络拓扑结构，没有结合残基间边连接的强度，因此不能精准的表现出残基间通信强度的差异。

Dijkstra算法是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法，主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。Apriori算法是一种挖掘关联规则的频繁项集算法，该算法被多次改进为类Apriori算法，且已经被广泛的应用到物流、商业、网络安全等各个领域。然而文献及专利中未见有将Dijkstra算法与类Apriori算法结合应用于探索脂肪酶动态残基相互作用网络中通信与热稳定的关系的报道。

发明内容