1.一种下界估计动态策略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)给定目标蛋白的序列信息;
2)根据目标蛋白序列从ROBETTA服务器上得到片段库文件,其中包括3片段库文件和9片段库文件;
3)设置参数:种群大小NP,算法的最大迭代代数G,交叉因子CR,温度因子β,斜率控制因子M,置迭代代数g=0;
4)种群初始化:随机片段组装生成NP个初始构象Ci,i={1,2,…,NP};
5)将每个构象Ci,i={1,2,…,NP}的每个碳α原子的三维坐标组合成该构象的位置坐标表示第i个构象的空间位置坐标的第j维元素,len为蛋白质序列长度;
6)对种群中的每个个体Ci进行如下操作:
6.1)将Ci设为目标个体 如果g=0或g为偶数,则执行步骤6.2)~6.4),否则执行步骤6.5)~6.7),生成Ctrial1、Ctrial2、Ctrial3;
6.2)在种群中随机选出三个互不相同的个体Ca、Cb和Cc, 分别从Ca、Cb中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到Cc对应的位置的片段生成变异构象Ctrial1;
6.3)在种群中随机选出四个互不相同的个体Ca、Cb、Cc和Cd, 分别从Ca、Cb、Cc中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到Cd对应的位置的片段生成变异构象Ctrial2;
6.4)在种群中随机选出两个互不相同的个体Ca、Cb, 分别从Ca、Cb中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到 对应的位置的片段生成变异构象Ctrial3;
6.5)从种群中随机选择一个能量比 低的构象CSL,若 为种群中能量最低的构象,则从整个种群中随机选择一个构象CSL,然后从整个种群中随机选择两个互不相等的构象Ca和Cb,且 分别从Ca、Cb中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到CSL对应的位置的片段生成变异构象Ctrial1;
6.6)从种群中随机选择一个能量比 低的构象CSL,若 为种群中能量最低的构象,则从整个种群中随机选择一个构象CSL,然后从整个种群中随机选择一个构象Ca,且分别从Ca、CSL中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到 对应的位置的片段生成变异构象Ctrial2;
6.7)从种群中随机选择一个能量比 低的构象CSL,若 为种群中能量最低的构象,则从整个种群中随机选择一个构象CSL,然后从整个种群中随机选择两个互不相等的构象Ca和Cb,且 分别从CSL、Cb中随机选择一个位置不同的3片段,分别替换到Ca对应的位置的片段生成变异构象Ctrial3;
6.8)从种群中找出距离Ctrial1、Ctrial2、Ctrial3最近的个体Cnear1、Cnear2、Cnear3,分别将对应构象每个碳α原子的三维坐标组合成构象的位置坐标,则Ctrial1、Ctrial2、Ctrial3和Cnear1、Cnear2、Cnear3的位置坐标分别为
6.9)若g=0,则用Rosetta score3能量函数分别计算Ctrial1、Ctrial2、Ctrial3的能量score3(Ctrial1)、score3(Ctrial2)和score3(Ctrial3),并选能量最小的构象作为Ctrial,并且记其空间位置坐标为 计算Ctrial与种群中每个构象的欧式距离,找出与其距离最近的构象Cnear,并记其空间位置坐标为
6.10)如果 则Ctrial替换 否则按照概率以蒙特卡洛准则接收构象;
6.11)若g>0,用公式(1)分别计算Ctrial1、Ctrial2、Ctrial3的下界估计UEtrial1、UEtrial2、UEtrial3;
选择下界估计值最小的构象为Ctrial,对应的下界估计值记为UEtrial,并且记其空间位置坐标为 计算Ctrial与种群中每个构象的欧式距离,找出与其距离最近的构象Cnear,并记其空间位置坐标为
6.12)如果 则Ctrial被拒绝,否则计算Ctrial的能量值score3(Ctrial),如果 则Ctrial替换 否则按照概率以蒙特卡洛准则接收构象;
7)g=g+1,迭代运行步骤6)~7),至g>G为止;
8)输出能量最低的构象为最终结果。