1.一种基于全局和局部策略协作的群体蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
1)输入待测蛋白质的序列信息,并从ROBETTA服务器上得到片段库;
2)参数设置:设置种群规模NP,交叉概率CR,片段长度l,温度因子KT,最大迭代次数Gmax,并初始化迭代次数g=0;
3)从对各残基位对应的片段库中随机选择片段组装生成初始构象种群P={C1,C2,...,CNP},其中,Ci,i={1,2,…,NP}为种群P中的第i个构象个体;
4)对种群中的每个构象Ci,i∈{1,2,…,NP}执行全局策略,过程如下:
4.1)将构象Ci看作目标构象,从当前种群中随机选择四个互不相同且与目标构象不同的构象Ca、Cb、Cc和Cd;
4.2)分别从构象Ca和Cb中随机选择一个残基位不同的片段替换构象Cc中对应位置的片段,生成第一个变异构象
4.3)分别从Ca、Cb和Cc中随机选择一个残基位不同的片段替换目标构象Ci中对应位置的片段,生成第二个变异构象
4.4)分别从Ca、Cb和Cc中随机选择一个残基位不同的片段替换目标构象Cd中对应位置的片段,生成第三个变异构象
4.5)随机生成一个0和1之间的小数R,如果R
4.6)根据Rosetta score3能量函数分别计算测试构象 和Ci的能量值,并将 和 中能量值最低的构象看作最优测试构象Ctrial;
4.7)如果Ctrial的能量值小于Ci的能量值,则Ctrial替换Ci,否则根据玻尔兹曼概率用Ctrial替换Ci,其中ΔE为Ctrial的能量值与Ci的能量值误差的绝对值;
5)对步骤4)得到的新种群中的每个构象Ci,i∈{1,2,…,NP}执行局部策略,过程如下:
5.1)找出种群中能量值低于构象Ci的所有构象 如果这些构象的数量M>1,则继续步骤5.2),否则转到步骤5.6);
5.2)从 中随机选择一个构象 并从整个种群中随机选择三个互不相同的,且与 和Ci也不同的构象Ce、Cf和Cg;
5.3)分别从构象Ce和Cf中随机选择一个残基位不同的片段替换构象 中对应位置的片段,生成变异构象
5.4)分别从构象Ce和 中随机选择一个残基位不同的片段替换构象Ci中对应位置的片段,生成变异构象
5.5)分别从构象Ce、Cf和Cg中随机选择一个残基位不同的片段替换构象 中对应位置的片段,生成变异构象
5.6)根据步骤4.1)~4.4)生成变异构象 和
5.7)将 和 分别看作 和 根据步骤4.5)~4.7)更新种群;
6)g=g+1,如果g>Gmax,则输出能量最低的构象作为最终预测结构,否则返回步骤4)。