[发明专利]一种基于混合烟花算法的分子构象搜索方法

说明书

本发明提供了一种基于混合烟花算法的分子构象搜索方法，其特征在于：包含以下步骤：S1、设置受体分子的对接区域，用对接盒子表示，对接盒子用于存放配体构象；S2、初始化若干个初始烟花，每个烟花代表一个配体构象；将配体构象表示为解向量，设置受体‑配体的结合亲和力打分函数为适应度函数；S3、由解向量构建解空间，解空间包含若干个层次；S4、构建烟花算法的算子；S5、结合烟花算法与局部搜索算法构建混合烟花算法，利用混合烟花算法搜索对接盒子内的近似最优配体构象。本发明减少了分子对接中测试复合物上对接的平均用时，提高了分子对接的速度；同时能够找到适应度函数的近似最优值，提高了分子对接的精度。

技术领域

本发明涉及计算机辅助药物设计领域，主要涉及分子对接，具体涉及一种构象搜索方法。

背景技术

分子对接是计算机辅助药物研究领域的一项重要技术，被广泛应用于新药研发的多个环节，如药物发现阶段的早期虚拟筛选、药物作用靶点的发现、药物潜在作用机制研究、药物代谢位点的预测等方面。分子对接的操作过程是逐个将已知三维结构的分子放在靶标分子的活性位点上，预测二者的结合模式和亲和力，通过打分函数挑选出接近天然构象的受体亲和力最佳的配体。

分子对接中的构象搜索是极其复杂的问题，分子构象是指一个分子中各原子的连接方式不发生变化，而相对中心原子的各原子的位置发生变化而形成的分子的不同结构。从计算上看，分子对接是一个优化任务，采用何种分子构象搜索算法对系统的搜索速度和命中率有极大的影响，目前采用的算法存在预测精度低且分子对接用时较长的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种基于混合烟花算法的分子构象搜索方法，包含以下步骤：

S1、设置受体分子的对接区域，用对接盒子表示，对接盒子用于存放配体构象；

S2、初始化若干个初始烟花，每个初始烟花代表一个配体构象；将配体构象表示为解向量，设置受体-配体的结合亲和力打分函数为适应度函数；

S3、由解向量构建解空间，解空间包含若干个层次，若干个层次分别表示烟花的不同的爆炸范围；

S4、构建烟花算法的算子；

S5、结合烟花算法与局部搜索算法构建混合烟花算法，利用混合烟花算法搜索对接盒子内的近似最优配体构象。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明将烟花算法作为全局优化器在解空间中快速定位有希望的区域，并且烟花算法内部融入局部搜索算法，在局部进行精细搜索，增强了局部搜索能力，减少了分子对接中测试复合物上对接的平均用时，提高了分子对接的速度；同时由于局部搜索算法能够将近似解定位到局部极小值，从而找到适应度函数的近似最优值，提高了分子对接的精度。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为实施例1的程序执行逻辑框图。

图3为实施例1的结合亲和力结果图。

图4为实施例1的RMSD结果图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明提出了一种基于混合烟花算法的分子构象搜索方法，包含以下步骤：

S1、设置受体分子的对接区域，用对接盒子表示，对接盒子用于存放配体构象；

S2、初始化若干个初始烟花，每个初始烟花代表一个配体构象；将配体构象表示为解向量，设置受体-配体的结合亲和力打分函数为适应度函数；

S3、由解向量构建解空间，解空间包含若干个层次，若干个层次分别表示烟花的不同的爆炸范围；

S4、构建烟花算法的算子；