[发明专利]一种基于特定距离约束的蛋白质结构预测方法

权利要求书

1.一种基于特定距离约束的蛋白质结构预测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)输入查询序列，利用MetaPSICOV预测查询序列的残基间距离接触信息，利用Robetta构建查询序列的片段库；

2)根据两个残基间属于接触的置信度，对预测的残基间距离接触信息按从大到小排序，选前K个残基间距离接触，其中K是查询序列长度；

3)设置初始种群规模NP、最大迭代次数Gen、交叉概率CR、片段组装次数M，输入查询序列、片段库、残基间接触信息和迭代次数g＝0；

4)初始化种群，对种群中每个构象C_i进行M 次片段组装，其中i∈[1,NP]是种群中构象索引值；

5)构象交叉，操作如下：

5.1)选择第i个构象C_i为目标构象，产生一个随机数r，r∈[0,1]，如果r小于CR，则继续步骤5.2)，否则随机选择种群中两个构象作为构象C′_i和C′_j，跳至步骤6)；

5.2)随机选择一个构象C_j,j≠i，利用计算二级结构算法DSSP获取构象C_i的二级结构信息；

5.3)根据C_i残基位置随机选择一个交叉点p，判断交叉点p对应的残基的二级结构类型S，S∈{H,E,L}，H、E和L分别代表螺旋、片层、无规则折叠；

5.4)针对C_i和C_j，从交叉点p开始依次互换二面角对直到另一个交叉点处残基的二级结构S′≠S，S′∈{H,E,L}，产生两个新构象C′_i和C′_j；

6)构象变异，对构象C′_i和C′_j，变异过程如下：

6.1)对构象C′_i和C′_j进行9残基片段组装，生成两个构象C″_i和C″_j；

6.2)分别对构象C″_i和C″_j求残基间距离约束分值E_co：

其中N是残基接触总数，是查询序列中第k个残基对p和q被预测为有接触的置信度，是测试构象的第k个残基对p和q之间的碳β距离，d_con是预测为接触的阈值，

6.3)从构象C″_i和C″_j中选择残基间距离约束分值E′_co最高的构象作为变异成功构象；

7)基于特定距离约束进行选择，过程如下：

7.1)对种群中的每个构象求残基间距离约束分值E_co，并求出最小的残基间距离约束分值E″_co；

7.2)如果E′_co大于E″_co，则用E′_co对应的构象替换E″_co对应的构象实现种群更

新，跳到8)，否则根据E′_co和E″_co计算接受概率p_con：

其中n是被预测为接触但在实际构象中残基间距离大于的残基对总数，KT_con为温度因子；

7.3)产生一个随机数r′，r′∈[0,1]，如果r′小于p_con，则用E′_co对应的构象替换E″_co对应的构象实现种群更新；

8)g＝g+1，判断是否达到最大迭代次数Gen，若不满足条件终止条件，则遍历种群执行步骤5)，否则输出最后预测结果。