[发明专利]一种分析通信路径与脂肪酶耐热性关系的方法

权利要求书

1.一种分析动态残基相互作用网络中通信路径与脂肪酶耐热性关系的方法，其特征在于，所述方法包括：

在残基相互作用网络的基础上，采用Dijkstra算法计算出残基间的动态的最短通信路径，进而采用类Apriori算法对最短通信路径进行频繁路径挖掘，从而获得脂肪酶的刚性通信路径，得到刚性通信路径与脂肪酶热稳定性的关系；其中，采用类Apriori算法对最短通信路径进行频繁路径挖掘时考虑路径的定向序列性和网络的拓扑特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：从PDB数据库提取脂肪酶及其突变体的三维结构，基于Amber力场进行分子动力学模拟，获取脂肪酶在不同温度下模拟时间内的分子运动轨迹文件；并在模拟时间内截取N帧快照，N为整数；

S2：根据S1获取到的分子运动轨迹文件构建N帧加权残基相互作用网络；

S3：基于Dijkstra算法计算N帧加权残基相互作用网络中起始残基R_s和末端残基R_t间最短路径，其中，s≠t,s,t∈{1,2,…,n}；

S4：采用类Apriori算法对每两个残基之间的最短路径进行基于时间序列的频繁路径挖掘；

S5：采用类Apriori算法对S4挖掘出的时间序列频繁路径或路径段进行频繁路径挖掘，得到脂肪酶的刚性通信路径，进而得到刚性通信路径与脂肪酶热稳定性的关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2包括：

将S1中模拟时间内截取的每帧快照中脂肪酶的结构编码为随时间变化的残基相互作用网络；提取分子运动轨迹文件中残基之间的相互作用力，利用Ring2.0根据每一帧快照里的残基间的相互作用力构建整个模拟时间内静态的加权残基相互作用网络。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3包括：

用Dijkstra算法计算每帧残基相互作用网络中起始残基R_s和末端残基R_t(s≠t,s,t∈{1,2,…,n})间最短路径；n表示脂肪酶中的残基个数，包括下述步骤：

步骤1：初始化从起始残基R_s到所有别的残基间的距离；如果起始残基R_s和R_i之间存在直接连接，则距离D(R_s，R_i)记录为R_s，R_i之间边的长度；否则，D(R_s，R_i)记录为无穷大；

步骤2：设置两个集合U和V，集合U用来依次存储已找到的出现在最短路径中的残基；起初，U中仅包含起点残基R_s，其余未确定的残基存储在集合V中；

步骤3：比较D(R_s，R_i)与D(R_s，R_j)，其中R_i、R_j为V中与起始残基R_s有直接连接的残基，将与R_s具有最短距离的残基R_k移至集合U中，i,j,k∈{1,2,…,n}且i≠j；

步骤4：计算U中新添加的残基R_k与集合V中与R_k有直接连接的残基之间的距离；如果D(R_s，R_m)D(R_s，R_k)+D(R_k，R_m)，则R_s、R_m之间的距离记为D(R_s，R_k)+D(R_k，R_m)，其中R_m∈V；然后再将V中与R_s有最短距离的残基放在U中；

步骤5：重复步骤4直到末端残基R_t出现在集合U中。