1.一种基于多种群联合搜索的蛋白质构象空间优化方法,其特征在于,所述构象空间优化方法包括以下步骤:
1)输入预测蛋白质的序列信息;
2)设置参数:种群规模NP,辅助种群数量M,迭代次数G;
3)迭代Rosetta协议第一、二阶段,生成初始种群P={P1,P2,...,PNP},其中Pn表示种群P中的第n个个体,n∈{1,2,...,NP};
4)设m=1,其中m∈{1,2,...,M};
5)迭代Rosetta协议第一、二阶段,生成一个新种群 其中表示种群Pnew中的第n个个体,n∈{1,2,...,NP};
6)种群P独立进化,过程如下:
6.1)设g=1,其中g∈{1,2,...,G};
6.2)设n=1,其中n∈{1,2,...,NP};
6.3)种群中个体信息交互,过程如下:
6.3.1)从种群P中随机选择三个与Pn不同并且互不相同的个体Pbase、Pselect1、Pselect2;
6.3.2)从个体Pn、Pselect1和Pselect2中随机选择3个不同的9片段,分别替换个体Pbase中相应的片段,生成新的个体Pcombi;
6.4)从个体Pcombi中随机选择一个位置执行一次9片段的片段组装,生成片段组装后的个体Ptrial;
6.5)用Rosetta score3能量函数计算Ptrial和Pn的能量Etrial和Etarget,按如下方式决定是否用Ptrial替换种群中的个体Pn:
6.5.1)若Etrial≤Etarget,用Ptrial替换Pn,转至步骤6.6);否则,令
6.5.3)生成随机均匀小数prand,prand∈[0,1];
6.5.4)若prand≤p,用Ptrial替换Pn;否则,保持Pn不变;
6.6)令n=n+1;若n≤NP,转至步骤6.3);
6.7)令g=g+1;若g≤G,转至步骤6.2);
7)种群Pnew采用与种群P同样的进化策略,参见步骤6);
8)按能量由低至高的顺序分别对种群P和种群Pnew中的个体进行排序;
9)分别选择种群P和种群Pnew中能量排名第 至 的个体组成新的种群P′={P1′,P′2,...,P′NP},其中P′n表示种群P′中的第n个个体,n∈{1,2,...,NP};
10)令种群P=P′;
11)令m=m+1;若m≤M,转至步骤5);
12)对种群P执行进化操作,该进化操作过程与步骤6)的处理过程相同;
13)利用SPICKER聚类算法对所有成功替换种群中个体的构象进行聚类,以最大类的类心作为预测结果。