[发明专利]定量计算RNA口袋拓扑特征和形状分类的方法

权利要求书

1.一种定量计算RNA口袋拓扑特征和形状分类的方法，其特征在于：该方法能精确定量计算RNA口袋的两个拓扑描述符即rpd₁，rpd₂，然后直观反映口袋的形状；主要步骤如下；

S1、创建口袋的坐标文件：

由Chimera将MRC格式的口袋结构文件转换为通用数据格式即NetCDF；NetCDF中存储的数据是一个具有多个自变量的单值函数；

当具有多个自变量的单值函数取“口袋1Y26_1”时，在NetCDF格式里，口袋1Y26_1被读取为23*31*27大小的格点，格点被均分为19251(23*31*27)个边长为的网格，每个网格的位置由三维坐标(i，j，k)编码，网格函数值公式如下：

口袋整体结构则是由值为1的网格组成，为了构建口袋坐标，采用如下的算法：如果F(i，j，k)＝1，记录网格中心点的坐标，(i+0.5，j+0.5，k+0.5)，所有这样的坐标就构成1Y26_1的口袋坐标文件；

S2、计算其转动惯量张量，得到对角化转动惯量张量的对角元：

根据如下公式，能计算出口袋的转动惯量张量，进一步得到对角化转动惯量张量且大小按升序排列的对角元(I₁₁,I₂₂,I₃₃)，以及rpd₁、rpd₂；

S3、作出口袋空间结构的拓扑形状空间图：

将rpd₁和rpd₂分别作为横纵坐标投影到二维平面上即可直观地显示RNA口袋的形状，该平面称为形状空间；由于转动惯量张量的特点，由rpd₁，rpd₂所投影的点都落在[1,1]，[0.5,0.5]，[0,1]所围的等腰三角形内，因此口袋形状空间是一个等腰三角形；三角形的三个顶点[1,1]，[0.5,0.5]，[0,1]分别表示口袋的形状是标准的球型、盘型和杆型结构；

S4、按形状对口袋进行分类，以形状空间的几何中心三个顶点划分出三个面积相等的区域，将RNA口袋分为三个形状：球型、盘型和杆型的口袋结构：

S5、口袋形状分数的定义：

描述口袋的类球度、类盘度、类杆度的三个分数即s₁，s₂，s₃，能用来对口袋形状进行定量分类，分为球型、盘型和杆型结构：

首先计算出每个口袋的三个分数：s₁＝rpd₁+rpd₂–1,s₂＝2-2*rpd₂,和s₃＝rpd₂-rpd₁；然后，用一个分数s_i来描述口袋的类球/盘/杆度，公式如下：

s₁+s₂+s₃＝1,s_i＝max(s₁,s₂,s₃)；

如果s_i＝s₁，则该口袋被分为球型，s_i表示类球度；如果s_i＝s₂，则该口袋被分为盘型，s_i表示类盘度；如果s_i＝s₃，则该口袋被分为杆型，s_i表示类杆度。

2.根据权利要求1所述的定量计算 RNA口袋拓扑特征和形状分类的方法，其特征在于：所述步骤S2中，由于口袋的电子云密度是均匀分布的，因此在计算口袋转动惯量张量时，将每个网格点的质量都由氢原子质量代替；由口袋坐标文件以及每个网格的质量则能计算出口袋的转动惯量张量。

3.根据权利要求1或2所述的定量计算 RNA口袋拓扑特征和形状分类的方法，其特征在于：所述步骤S3中，形状空间中每个点对应每个口袋的描述符投影。