[发明专利]一种基于残基接触信息的群体蛋白质结构预测方法

摘要

一种基于残基接触信息的群体蛋白质结构预测方法，在进化算法框架下，首先，通过交换构象中的片段生成测试构象；其次，根据序列信息预测目标蛋白的残基接触信息，并设计残基接触能量函数对构象进行打分，通过残基接触能量来指导构象的选择过程，即如果测试构象的能量小于目标构象的能量，则直接接受测试构象，否则进一步比较残基接触能量，若测试构象的残基接触能量较小，则接受，否则以玻尔兹曼概率接受，从而引导算法采样得到能量更低且结构更合理的构象。通过残基接触能量为辅来指导构象选择，从而缓解能量函数不精确导致的预测误差问题。本发明提供一种预测精度较高的基于残基接触信息的群体蛋白质结构预测方法。

主权项

1.一种基于残基接触信息的群体蛋白质结构预测方法，其特征在于：所述预测方法包括以下步骤：1)给定目标蛋白的序列信息；2)根据目标蛋白序列从ROBETTA服务器上得到片段库文件，其中包括3片段库文件和9片段库文件；3)根据目标蛋白序列，利用RaptorX‑Contact服务器预测得到目标蛋白的残基‑残基接触置信度；4)设置参数：种群大小NP，算法的迭代次数G，交叉因子CR，温度因子β，置迭代代数g＝0；5)种群初始化：随机片段组装生成NP个初始构象Ci，i＝{1,2，…,NP}；6)将种群中的每个构象个体C_i,i∈{1,2,3,…,NP}看作目标构象个体执行以下操作生成变异构象6.1)在1到NP范围内随机生成正整数n1,n2,n3，且n1≠n2≠n3≠i；6.2)在构象C_n1位置上随机选取一个9片段替换构象C_n3的相同位置所对应的片段，再从构象C_n2位置上随机的选取一个与构象C_n1选取位置不相同的9片段替换偶像C_n3的相同位置所对应的片段，然后用对构象C_n3进行片段组装生成变异构象个体7)对每个变异构象i∈{1,2,3,…,NP}执行交叉操作生成测试构象7.1)生成随机数rand1和rand2，其中rand1∈(0,1)，rand2∈(1,L)，其中L为序列长度；7.2)若随机数rand1≤CR，变异构象的片段rand2替换为目标构象中对应位置的片段，否则变异构象不变；8)对每个目标构象和测试构象进行选择操作；8.1)用Rosetta score3能量函数分别计算和的能量：和8.2)若则构象替换构象且转到步骤9)，否则继续执行步骤8.3)；8.3)分别计算目标构象和测试构象中每个残基对的残基接触能量E(m,n)：其中，E(m,n)表示残基m和残基n之间的接触能量，权重S_mn是残基m和残基n具有接触的置信度；d_mn为残基m和残基n之间的C_α原子距离；8.4)根据公式(2)分别计算构象和的残基接触总能量和8.5)若大于则构象替换构象并转到步骤9)，否则进行步骤8.6)；8.6)计算目标构象和测试构象的残基接触能量差按照概率以蒙特卡洛准则接受构象并转到步骤9)，其中β为温度因子；9)g＝g+1，迭代运行步骤6)～8)，至g>G为止；10)输出结果。