[发明专利]一种基于遗传算法的抗体计算优化方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法的抗体计算优化方法，其特征在于：包括：

肽链处理：用户上传抗体序列，上传抗体-抗原复合物结构文件或抗体、抗原的结构文件，并指定抗体、抗原对应的链编号，提供关键抗原表位列表；

表位识别：系统识别抗体-抗原复合物结构文件中的抗体-抗原的接触位点；

序列注释：系统通过抗体编号系统对抗体重链进行编码，并根据注释结果识别抗体CDRH3序列；

序列设计：通过遗传算法对原始抗体的CDR H3序列进行迭代优化设计，输出优化抗体CDR H3序列集合；将优化抗体CDR H3序列接回原始抗体重链序列相应位置，获得优化后的抗体重链，将优化后抗体重链与原始抗体轻链合并，获得优化后的抗体序列；

抗体建模：对优化后的抗体序列进行同源建模，模板采用原始抗体，最后对CDR H3区的结构进行从头建模，获得优化抗体PDB结构文件；

分子对接：通过各向异性网络模型对优化后的抗体和抗原结构进行柔性对接，采用DFIRE函数进行评分，并将该评分值作为预测的结合自由能ΔG；

抗体性质评估：对输出的优化抗体，通过综合评分结果对优化抗体进行排序，输出优化抗体序列库；并对输出的优化抗体进行生物物理性质预测。

2.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：在所述肽链处理过程中：用户上传抗体-抗原复合物结构文件，系统将根据用户指定的抗体和抗原链编号，从复合物结构文件中提取出对应的链，形成单独的抗体和抗原结构文件；若用户上传的为单独抗原、抗体结构文件，则先进行分子对接，生成抗体-抗原复合物文件。

3.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：系统根据用户上传的抗原-抗体复合物文件或根据上传的抗原、抗体生成的复合物结构文件，识别抗原与CDR H3接触距离小于等于5埃的位点为初始抗原表位；若用户提交了关键抗原表位数据，则优先将其作为初始抗原表位。

4.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：在所述序列注释过程中，采用Chothia(H95-H102)、Kabat(H95-H102)、Contact(H93-H101)IMGT(H93-H102)其中任一种编号方案对抗体重链进行编码，括号内为在该编号方案中CDR H3所对应的序列编码范围。

5.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：所述序列设计过程中，在遗传算法起始时，设置N个起始CDR H3种子序列，在每轮迭代中，根据设置的重组率和变异率，对CDR H3序列进行变化，完成迭代。

6.根据权利要求5所述的抗体计算优化方法，其特征在于：所述序列设计过程中，在迭代过程中，根据序列综合评分S，决定该序列是否进入下一轮，以及该序列在下一轮所占比例。

7.根据权利要求5或6所述的抗体计算优化方法，其特征在于：在迭代过程中，可根据设置的迭代次数完成迭代，或当生成的优化抗体数量达到预设阈值时结束迭代。

8.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：所述抗体建模过程中，可采用Modeller、SWISS-MODEL、I-TASSER、Rosetta、AbodyBuilder中任一种软件进行同源建模。

9.根据权利要求1所述的抗体计算优化方法，其特征在于：所述抗体分子对接过程中，采用CDR H3和初始抗原表位或关键抗原表位作为对接约束条件。

10.根据权利要求9所述的抗体计算优化方法，其特征在于：所述抗体分子对接完成后，识别抗原与优化后抗体CDR H3的接触位点，将其定义为优化抗原表位。