1.一种基于距离谱的群体构象空间优化方法,其特征在于:所述优化方法包括以下步骤:
1)初始化:设置群体规模popSize,变异因子F,交叉概率CR,8个温度层T,迭代次数iteration,能量函数选用Rosetta Score3,首先在每个温度层通过对查询序列随机的折叠i和变换,生成一个规模为popSize的初始种群,初始群体为PT={x |i∈I},计算目标函数i值fT(x),i∈I,并设 其中i为种群个体编号,I为种群个体编号集合,I={1,2,...,popSize}, 为对应温度层目标函数值中的最小值,T为温度层;
′i i
2)变异、交叉生成测试个体x :对每个目标个体x ∈I(i=1,2,…,popSize)作如下处理:
2.1)令i=1;
a b c
2.2)任意选取三个个体{x,x,x|a,b,c∈{1,2,...,popSize},a≠b≠c≠i};
a b c
2.3)根据公式(1)对{x,x,x}执行变异操作及片段组装,生成变异个体
2.4)对变异个体 进行片段组装生成组装个体 根据距离谱对组装个体 进行判断,接受概率Accept_probability为:残基i到残基j之间的距离为FA_ij,距离谱中i到j之间的距离Profile_ij,则在公式(2)中Deviation=abs(FA_ij-Profile_ij),随机产生一个0到1之间的随机数rand_Accept,若Accept_probability>rand_Accept,则用组装个体 代替变异个体
2.5)根据公式(3)对目标个体xi和变异个体 执行交叉操作,生成测试个体x′i,其中,randb(0,1)表示为产生0到1之间的随机小数,rnbr(k)表示随机产生1到N之间的整数;
其中k为索引编号;
2.6)i=i+1;如果i
3)根据Anfinsen提出的天然构象的蛋白质处于热力学最低的能量状态,比较测试个体x′i和目标个体xi∈I(i=1,2,…,popSize)的能量函数值,选择能量函数值较低的个体从而更新种群;
4)在每个温度层都进行变异、交叉和选择更新完种群后,将相邻的温度层的对应个体进行副本交换:
4.1)首先选择种群中第i个个体,i∈I(i=1,2,…,popSize);
4.2)选择两个相邻的温度层Tj和Tj+1,j=1,2,…,7;
4.3)产生一个随机数rand1∈(0,1),和判别数judge其中 (i=1,2,…,popSize)为种群个体 的能量值,Tj(j=1,2,…,
7)为第j个温度层的开尔文温度,j为索引编号;
4.4)若rand1<judge,将相邻温度层中的 和 个体进行交换;
5)置
6)判断是否满足终止条件到达迭代次数iteration,如不满足则转至2);
7)如满足终止条件,则输出结果。