[发明专利]蛋白质侧链结构预测装置、方法以及计算机可读介质

权利要求书

1.一种蛋白质侧链结构预测装置，其特征在于，包括：

蛋白质信息存储部，存储有蛋白质的第一稳定信息、第二稳定信息以及第三稳定信息；

稳定信息求和部，将所述第一稳定信息、所述第二稳定信息以及所述第三稳定信息进行求和，得到总稳定信息；以及

蛋白质侧链结构预测部，将所述总稳定信息与约束信息写成对应的伊辛哈密顿量，并进行化简、校准后在伊辛模型中进行演化，得到蛋白质侧链结构的预测结果。

2.根据权利要求1所述的蛋白质侧链结构预测装置，其特征在于：

所述稳定信息求和部中所述总稳定信息的表达式如下：

其中，所述蛋白质信息存储部中所述第一稳定信息E₀为蛋白质主链结构骨干自身贡献的稳定信息，E₀为常数；

所述第二稳定信息为第i个氨基酸侧链的旋转异构体i_r自身贡献的稳定信息与氨基酸主链骨干相互作用贡献的稳定信息之和；

所述第三稳定信息为第i个氨基酸侧链的旋转异构体i_r和第j个氨基酸侧链的旋转异构体j_s相互作用贡献的稳定信息。

3.根据权利要求1所述的蛋白质侧链结构预测装置，其特征在于，还包括：

约束信息存储部，存储有蛋白质的所述约束信息，所述约束信息表示第i个氨基酸的某个旋转异构体i_r是否被选中；

其中，表示被选中，则表示未被选中。

4.根据权利要求3所述的蛋白质侧链结构预测装置，其特征在于：

其中，所述伊辛模型的初始伊辛哈密顿量的表达式如式(2)所示：

H_ising＝H_A+H_B (2)，

将所述总稳定信息与所述约束信息带入式(2)进行计算，得到式(3)所示的最终伊辛哈密顿量的表达式：

其中，表示蛋白质包括第一氨基酸残基至第n氨基酸残基中的每个氨基酸侧链的构型仅为一个构型的约束函数；

表示氨基酸侧链与氨基酸主链的相互作用与氨基酸侧链之间的相互作用贡献的稳定性的成本函数；

A、B均为常数，R_i表示第i个氨基酸允许的所有旋转异构体的集合；

A远大于B。

5.根据权利要求4所述的蛋白质侧链结构预测装置，其特征在于：

其中，所述演化是在退火机和基于所述最终伊辛哈密顿量的所述伊辛模型中执行使用量子退火方法进行基态搜索，从而得到所述伊辛模型能量最低对应的所有蛋白质侧链的旋转异构体的构型。

6.一种蛋白质侧链结构预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

蛋白质信息存储步骤，存储有蛋白质的第一稳定信息、第二稳定信息以及第三稳定信息；

稳定信息求和步骤，将所述第一稳定信息、所述第二稳定信息以及所述第三稳定信息进行求和，得到总稳定信息；以及

蛋白质侧链结构预测步骤，将所述总稳定信息与约束信息写成对应的伊辛哈密顿量，并进行化简、校准后在伊辛模型中进行演化，得到蛋白质侧链结构的预测结果。

7.一种计算机可读介质，用于记录计算机程序，其特征在于，该计算机程序用于让蛋白质侧链结构预测装置执行如下步骤：

蛋白质信息存储步骤部，存储有蛋白质的第一稳定信息、第二稳定信息以及第三稳定信息；

稳定信息求和步骤，将所述第一稳定信息、所述第二稳定信息以及所述第三稳定信息进行求和，得到总稳定信息；以及

蛋白质侧链结构预测步骤，将所述总稳定信息与约束信息写成对应的伊辛哈密顿量，并进行化简、校准后在伊辛模型中进行演化，得到蛋白质侧链结构的预测结果。