[发明专利]一种基于局部抽象凸支撑面的多策略群体蛋白质结构预测方法

摘要

一种基于局部抽象凸支撑面的多策略群体蛋白质结构预测方法，首先，根据随机选择的构象个体、当前目标构象个体和能量值最低的构象构体生成三个不同的新构象个体；然后，分别计算当前种群中各构象个体到各新构象个体的距离，并根据距离进行升序排列；其次，计算离各新构象个体最近的部分构象个体的抽象凸支撑面，从而计算各新构象个体的能量估计值；最后，比较各新构象个体能量估计值，从而选取能量估计值最低的新构象个体进行能量函数评价。本发明提出一种预测精度高、搜索效率高的基于局部抽象凸支撑面的多策略群体蛋白质结构预测方法。

主权项

1.一种基于局部抽象凸支撑面的多策略群体蛋白质结构预测方法，其特征在于：所述蛋白质结构预测方法包括以下步骤：1)选取蛋白质力场模型，即能量函数E(X)，并输入待测蛋白质的序列信息；2)初始化：设置种群规模NP，交叉概率CR，增益常数F，支撑面斜率控制因子M和最大迭代次数G_max；根据输入的序列信息生成初始构象种群并计算每个构象个体的能量值f(Xⁱ)＝E(Xⁱ),i＝1,2,…,NP，其中，N表示维数，表示第i个构象个体Xⁱ的第N维元素，并初始化迭代次数G＝0；3)对种群中的每个构象Xi,i∈{1,2,…,NP}作如下处理：3.1)从当前种群中随机选取四个互不相同的构象个体Xa,Xb,Xc,Xd，其中a≠b≠c≠d≠i；3.2)根据变异操作生成变异构象个体3.3)根据变异操作生成变异构象个体3.4)根据能量值对当前种群中的构象个体进行升序排列，找出能量最低的构象个体Xbest；3.5)根据变异操作生成变异构象个体3.6)分别对变异构象个体和执行交叉操作生成新构象个体和其中m＝1,2,3，j＝1,2,…,N，表示新构象个体的第j维元素，表示变异构象个体的第j维元素，表示目标构象个体Xⁱ的第j维元素，R₁表示0和1之间的随机小数，R₂表示1和N之间的随机整数；3.7)根据如下操作分别计算新构象个体和的能量估计值：3.7.1)计算当前种群中每个构象个体到新构象个体之间的距离表示第i个构象个体到第1个新构象个体之间的距离；3.7.2)根据距离对所有构象个体进行升序排列，选取距离最小的两个构象个体并记为并计算其抽象凸下界估计支撑面：其中，为所选构象个体的能量函数值，为所选构象个体的第n维元素，为辅助变量，M为支撑面斜率控制因子；3.7.3)计算新构象个体的能量估计值其中max表示求最大值，min表示求最小值，为支撑向量l^t的第j维元素；3.7.4)根据步骤3.7.1)‑3.7.3)计算新构象个体的能量估计值3.7.5)根据步骤3.7.1)‑3.7.3)计算新构象个体的能量估计值3.8)比较新构象个体和的能量估计值，并选出能量估计值最小的新构象个体，并记为U_min；3.9)计算构象Umin的能量函数值f(Umin)＝E(Umin)，如果f(Umin)小于当前目标构象个体Xi的能量函数值f(Xi)，则构象Umin替换构象Xi；4)判断是否满足终止条件，若满足则输出结果并退出，否则返回步骤3)。