[发明专利]一种基于图匹配的跨物种生物通路发现方法

摘要

本发明公开了一种基于图匹配的跨物种生物通路发现方法，本发明是为了解决采用传统生物化学实验方法发现生物通路的低效率问题，和现有图匹配算法无法很好结合生物序列相似性和蛋白质交互网络结构相似性问题。通过本发明可以将生物序列相似性和网络结构相似性很好地融合，能够发现不同物种的蛋白质交互网络中共存的较大子结构，从而更有效地发现存在于不同物种中具有相似功能的生物通路，对生物学研究不同物种之间的联系有指导意义。

主权项

一种基于图匹配的跨物种生物通路发现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建初始匹配M；首先将两个物种的蛋白质交互网络G1和G2中具有最高全局相似性、局部相似性、序列相似性和度相似性以及度数大于一定阈值的节点进行匹配作为锚点A，然后从这些锚点A扩展，根据局部相似性和序列相似性匹配锚点的邻居节点，直至两个物种中节点总数较少的蛋白质交互网络中的所有节点均已匹配，得到初始匹配M；步骤2：优化匹配M得到最优匹配M*；首先从蛋白质交互网络G1中随机选择一个顶点覆盖集C，然后保留顶点覆盖集C和初始匹配M的节点交集F1，以及保留F1在M中对应的G2的节点集合F2，对G1中不属于F1集合的节点和G2中不属于F2集合的节点进行匹配优化，得到优化后匹配M*，如果M*的匹配效果比M好，则更新M，如此多次迭代优化直至M不再更新，就得到接近最优的最终匹配结果；步骤3：利用匹配M*发现生物通道；首先在KEGG PATHWAY数据库中找到两个物种的蛋白质交互网络中所有蛋白质节点涉及的生物通路集合；然后利用匹配M*的节点映射关系找到具有最大公共子结构的生物通道。