[发明专利]一种基于残基接触图的多目标优化蛋白质结构预测方法

权利要求书

1.一种基于多目标优化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)输入目标蛋白质的序列信息，利用TripletRes服务器、MetaPSICOV服务器、RaptorX服务器、STOP-Contact服务器预测目标序列的残基接触图；

2)根据目标蛋白质序列从ROBETTA服务器上获取3片段和9片段的片段库文件；

3)根据残基接触图中残基对间的置信度，将残基对的置信度按照从大到小排列，并且选取前2L个接触信息，L为目标蛋白质的序列长度；

4)设置参数：种群规模NP，最大迭代次数G，温度因子β，ω_T，ω_P，ω_R和ω_S分别代表根据服务器TripletRes、MetaPSICOV、RaptorX和STOP-Contact预测的残基接触图计算出的contact能量所对应的权重；

5)设置g＝1，g∈{1,2,...,G}；

6)种群初始化，过程如下：

6.1)利用Rosetta协议第一、二阶段产生生成2NP个初始构象C_n，n＝{1,2，…,2NP}；

6.2)用Rosetta score3能量函数计算种群中每个个体的能量，个体C_n的能量为score3(C_n)，并且根据四个不同contact预测服务器预测的残基接触图计算相应的四个contact能量E_C(C_n)，并分别记为E_C1(C_n)，E_C2(C_n)，E_C3(C_n)和E_C4(C_n)，其中E_C(C_n)的计算公式如下：

其中，N是残基对接触总数，是残基接触图中第k个残基对(i,j)接触的置信度，是目标蛋白中第k个残基对(i,j)之间的距离，d_con为阈值8，E_C1(C_n)代表根据TripletRes服务器预测的残基接触图计算出的contact能量，E_C2(C_n)代表根据MetaPSICOV服务器预测的残基接触图计算出的contact能量，E_C3(C_n)代表根据RaptorX服务器预测的残基接触图计算出的contact能量，E_C4(C_n)代表根据STOP-Contact服务器预测的残基接触图计算出的contact能量；

6.3)根据E_total(C_n)对种群中的个体进行由低到高排序，取前NP个个体作为初始化种群，E_total(C_n)的计算公式如下：

7)构象重组、组装，操作如下：

7.1)C_n为种群中第n个个体，并在种群中选择两个不同于目标构象的两个构象C_n1，C_n2，在这两个构象中随机选择三个不同的片段，替换构象C_n中相应位置的片段，生成新的重组构象C′_n；

7.2)根据初始种群中的每个构象C′_n，进行3片段和9片段组装，生成新的构象C″_n；

7.3)若score3(C′_n)＞score3(C″_n)，则用构象C″_n代替C′_n，否则，使用玻尔兹曼概率接受新的构象，生成新的子代种群NP个个体，与父代种群中NP个个体一起形成新的种群，新的种群为2NP个个体，实现新的种群更新；

8)种群更新操作，重复步骤6.2)～6.3)，并选前NP个个体作为新的种群；

9)设置g＝g+1，若g＞G，则执行步骤10)；否则，转至7)；

10)输出第G代中第一个构象作为最终预测的结果。