1.一种基于群体Lipschitz下界估计的蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述蛋白质结构预测方法包括以下步骤:
1)给定输入序列信息;
2)设置参数:种群大小NP,交叉因子CR,常数M,最大迭代次数;
3)种群初始化:由输入序列产生初始构象种群
其中,N表示维数, 表示第i个构象Ci的第N维元素,并初始化迭代次数G=0;
i i
4)对初始种群中的每一个构象C构建Lipschitz下界估计支撑面l:其中,f(Ci)维构象Ci的能量函数值, 为辅助变量,M为常数;
5)针对种群中的每个构象个体Ci,i∈{1,2,3,…,NP},令Ctarget=Ci,Ctarget表示目标构象个体,执行以下操作得到变异构象Cmutant:
5.1)随机生成正整数rand1,rand2,rand3∈{1,2,3,......NP},且rand1≠rand2≠rand3≠i;再生成4个随机整数randrange1,randrange2,randrange3,randrange4;其中randrange1≠randrange2,randrange3≠randrange4∈{1,2,…,L},L为序列长度;
5.2)令a=min(randrange1,randrange2),b=max(randrange1,randrange2),k∈[a,b];令c=min(randrange3,randrange4),d=max(randrange3,randrange4),p∈[c,d];其中min表示取两个数的最小值,max表示取两个数的最大值;
5.3)用Crand2上位置a到位置b的片段的氨基酸k所对应的二面角phi、psi、omega替换Crand1的相同位置所对应的二面角phi、psi、omega;再使用Crand3上位置c到位置d的片段的氨基酸p所对应的二面角phi、psi、omega替换Crand1上相同位置所对应的二面角phi、psi、omega,然后将所得Crand1进行片段组装得到变异构象个体Cmutant;
6)对变异构象Cmutant执行交叉操作生成测试构象Ctrial:
6.1)生成随机数rand4,rand5,其中rand4∈(0,1),rand5∈(1,L);
6.2)根据式(2)执行交叉过程:
其中Cmutant,rand5表示变异构象中的rand5片段,若随机数rand4≤CR,变异构象Cmutant的片段rand5替换为目标构象Ctarget中对应的片段,否则Ctrial直接等于变异构象Cmutant;
7)计算测试构象Ctrial的下界估计值
其中max表示求最大值,min表示求最小值, 为测试构象向量 的第j维元素, 为支撑向量lk的第j维元素;
8)根据如下操作决定测试构象Ctrial是否替换目标构象Ctarget:
8.1)计算目标构象的能量函数值f(Ctarget);
8.2)如果 则目标构象Ctarget保持不变,并直接进入下一次迭代;
8.3)如果 则计算测试构象Ctrial的实际能量函数值f(Ctrial),如果f(Ctrial)<f(Ctarget),则测试构象Ctrial替换目标构象Ctarget并继续步骤8.4);
8.4)根据式(1)对测试构象Ctrial构建Lipschitz下界估计支撑面;
9)判断是否满足终止条件,若满足则输出结果并退出,否则返回步骤5)。
2.如权利要求1所述的一种基于群体Lipschitz下界估计的蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述步骤9)中,对种群中的每一个个体都执行完步骤5)—8)以后,迭代次数G=G+
1,终止条件为迭代次数G达到预设最大迭代次数。