[发明专利]一种基于小生境局部增强的蛋白质构象采样方法

权利要求书

1.一种基于小生境局部增强的蛋白质构象采样方法，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；

2)根据目标蛋白质序列从ROBETTA片段服务器获取3片段和9片段的片段库文件，从trRosetta服务器获取距离分布文件；

3)设置参数：最大迭代次数G，种群规模NP，小生境半径r，降级函数系数α，基于能量的接收概率温度比例因子β₁，基于距离的接收概率温度比例因子β₂；

4)设置g＝1，g∈{1,2,...,G}；

5)种群初始化：随机片段组装生成NP个初始构象C_i，i∈{1,2,...,NP}；

6)对种群中的每个个体C_i，i∈{1,2,...,NP}进行如下操作：

6.1)从种群中随机选择一个个体C_j，j∈{1,2,...,NP}且j≠i，将个体C_j中一个随机位置的3残基片段组装到个体C_i的相同位置上，生成个体C_i′；

6.2)若g＝1，转至步骤6.3)，否则，选择第g-1代中能量最低的个体以及能量最高的个体记的能量为构建降级函数：

其中，为个体和之间的距离，按如下公式计算：

L为目标蛋白质的序列长度，分别为个体C_i′的第l个残基的二面角，分别为个体的第l个残基的二面角；

6.3)按如下公式计算个体C_i′的能量值：

其中，E_rosetta(C_i′)为初始能量函数，E^g-1(C_i′)为第g-1代的能量函数；

6.4)按步骤6.3)中的公式(3)计算个体C_i的能量值E^g(C_i)，若E^g(C_i′)＜E^g(C_i)，则C_i′替换C_i，否则计算能量接收概率并生成均匀随机小数rand1，rand1∈[0,1]，若rand1＜P_e，则C_i′替换C_i，否则不替换；

7)对种群中的每个个体C_k，k∈{1,2,...,NP}，进行如下操作：

7.1)从种群中随机选择一个个体C_m，m∈{1,2,...,NP}且m≠k，将个体C_m中一个随机位置的3残基片段组装到个体C_k的相同位置上，生成个体C_k′；

7.2)若g＝1，转至步骤7.3)，否则，按如下公式计算个体C_k′和之间的距离：

其中，分别为个体C_k′的第l个残基的二面角，分别为个体的第l个残基的二面角，若转至步骤7.3)，否则，转至步骤7)并对下一个个体进行操作；

7.3)按如下公式计算个体C_k′的距离打分：

其中为个体C_k′的第u、v残基之间的距离，d^dist为距离分布中第u、v残基之间的距离，为距离分布中第u、v残基之间的距离为d^dist的概率；

7.4)按步骤7.3)中的公式(5)计算个体C_k的距离打分D^g(C_k)，若D^g(C_k′)＜D^g(C_k)，则C_k′替换C_k，否则计算距离接收概率并生成均匀随机小数rand2，rand2∈[0,1]，若rand2＜P_d，则C_k′替换C_k，否则不替换；

8)设置g＝g+1，若g＞G，则执行步骤9)；否则，转至步骤6)；

9)输出最后一代种群中距离打分最低的个体作为预测结果。