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专利号: 2018109945048
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于排挤策略的多模态蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述预测方法包括以下步骤:

1)给定输入序列信息,以及蛋白质力场模型,即能量函数Rosetta Score3;

2)初始化:迭代Rosetta协议第一、二阶段,产生具有NP个构象的种群Pg,记为i∈{1,2,…,NP},其中 为第g代种群的第i个构象,设置最大迭代次数Gmax并初始化迭代次数g=0;

3)通过差分进化算法的交叉、变异操作生成种群Pg的试验构象种群Ug,记为i∈{1,2,…,NP},其中 为第g代种群的第i个试验构象。置i=

1,过程如下:

3.1)从种群Pg中选定目标个体 并从种群Pg中随机选择两个互异且不同于 的个体

3.2)在[0,L-9]内生成均匀随机整数rand1、rand2和rand3,其中L表示氨基酸序列长度;

3.3)将 的第rand1至rand1+8号残基的二面角值替换成 对应残基号的二面角值,将的第rand2至rand2+8号残基的二面角值替换成 对应残基号的二面角值,生成变异个体 再将 的第rand3至rand3+8号残基的二面角值替换成变异个体 对应残基号的二面角值,生成试验个体

3.4)i=i+1,循环步骤3.1)-3.4)直至生成当前种群的试验个体种群Ug;

4)为种群Pg中的每一个构象 生成其对应的存档集合 置i=1,过程如下:

4.1)对Ug中的每一个试验构象 t∈{1,2,…,NP},置t=1,计算 与Pg所有构象的均方根偏差RMSD,若其中最小的RMSD值是由 与 产生的,则将 放入存档集合 中;

4.2)t=t+1,重复步骤4.1),直至t=NP,记此时 中的构象数为n;

4.3)将 同样放入 中,则此时 中的构象数为n+1;

4.4)i=i+1,循环步骤4.1)-4.4)直至为每一个构象 均生成其对应的

5)对每一个 其聚类中心 和聚类半径rig生成如下:其中 为存档集合 中的第j个构象, 为 的构象能量值, 为 与之间的RMSD值;

6)排挤操作:用 取代 进入下一代种群中,即生成 i=1,2,...,NP,并且对应的rig+1等于rig;

7)聚类操作:生成当前第g+1代种群的模态构象集合 s=1,2,...,K,其中 有对应的聚类半径 模态构象数为K,置i=1,过程如下:

7.1)Mg+1初始化为只有一个构象的集合,该构象为种群Pg+1中的最好构象;

7.2)将 与Mg+1中的所有构象相比,若满足如下公式,将 i=1,2,...,NP放入Mg+1;

其中 为 和 之间的RMSD值;

7.3)i=i+1,循环步骤7.1)-7.3)直至为第g+1代种群找到所有的模态构象;

8)判断是否满足终止条件,若满足则输出结果并退出,否则g=g+1清空Mg+1并且返回步骤3)。

2.如权利要求1所述的一种基于排挤策略的多模态蛋白质结构预测方法,其特征在于:所述步骤2)中,设置最大迭代次数Gmax,所述步骤8)中,对种群执行完步骤3)-7)以后,终止条件为迭代次数g达到预设最大迭代次数Gmax,若满足输出结果为 中能量值最低的构象。