1.一种基于副本交换和局部增强策略的群体构象空间搜索方法,其特征在于:所述构象空间搜索方法包括以下步骤:
1)给定输入序列信息;
2)设置系统参数:种群大小popSize,算法的迭代次数T,交叉因子CR,副本层数RE,副本层温度参数kT;
3)种群初始化:在每个副本层,由输入序列产生popSize个种群个体Pinit;
4)开始迭代,在每个副本层执行种群更新过程,对初始种群中的每个个体:
4.1)设i=1,其中i∈{1,2,3,…,popSize};令Ptarget=Pi,其中i为序号,Ptarget表示目标个体;
4.2)随机生成正整数rand1,rand2,rand3,其中rand1∈{1,2,3,......popSize},rand1≠i,rand2≠rand3∈{1,2,…,Length},Length为序列长度;
4.3)针对个体Pj做变异操作,其中:j=rand1,令a=min(rand2,rand3),b=max(rand2,rand3),k∈[a,b];
4.4)对蛋白质链中第a到b个氨基酸做如下操作:a:令Ptarget.phi(k)=Pj.phi(k);
b:令Ptarget.psi(k)=Pj.psi(k);
c:令Ptarget.omega(k)=Pj.omega(k);
步骤a,b,c分别为:将Ptargett的氨基酸k所对应的二面角phi、psi、omega替换为Pj的相同位置所对应的二面角phi、psi、omega;
4.5)通过变异得到测试个体Ptrial;
4.6)生成随机数rand4,rand5,其中rand4∈(0,1),rand5∈(1,Length);
4.7)根据 执行交叉过程:若随机数rand4<=CR,个体Ptrial的片段rand5替换为个体Ptargett中对应的片段,否则直接继承个体Ptrial;
4.8)根据Rosetta Score3计算Ptarget和Ptrial的能量:E(Ptarget)和E(Ptrial);
4.9)若E(Ptarget)>E(Ptrial)则用Ptrial替换Ptarget,否则保持种群不变;
5)得到更新种群Pupdate;
6)对更新种群中的每个个体Pi:
6.1)调用Monte Carlo方法对个体做局部增强;
6.2)计算增强过程中产生的构象的能量E(MC);
6.3)若E(Pi)>E(MC),则更新种群,否则保持种群不变;
7)得到局部增强后的种群Penhance;
8)当所有副本层的种群都完成一次更新,进行副本交换操作:
8.1)在相邻的两个副本层中各随机选择一个个体Pexchange_A、Pexchange_B,用于副本交换;
8.2)根据Rosetta Score3计算两个个体Pexchange_A、Pexchange_B的能量E(Pexchange_A)、E(Pexchange_B);
8.3)根据判决公式 判断是否进行副本交换,其中(kT)A、(kT)B分别是个体Pexchange_A、Pexchange_B对应副本层的能量参数,Judge为判决数;
8.4)根据判决结果,以一定的概率进行副本交换操作:交换这两个个体;
9)迭代的运行步骤4)~8),至满足终止条件。