1.一种基于差分进化的蛋白质ATP对接方法,其特征在于:所述对接方法包括以下步骤:
1)输入蛋白质和ATP的结构信息,分别记为R和A;
2)对于输入的结构信息R,使用ATPbind服务器预测出蛋白质-ATP绑定的残基位点信息,得出蛋白质与ATP绑定的n个残基,分别记为r1,r2,...,rn;
3)根据r1,r2,...,rn的中心碳原子Cα坐标信息聚类出一个中心点CR,根据A中各原子坐标信息聚类出一个中心点CA,移动ATP使得CA和CR这两点的坐标重合;
4)根据A中各原子的坐标信息聚类为三个中心点,三个中心点被称为拟原子,分别表示为 与
5)对PDB数据库中的每个ATP分子A(j),j=1,2,...,N,根据它所有原子的坐标信息聚类出与 与 一一对应的三个中心点 与 其中,N为PDB数据库中ATP的数目;
6)对PDB数据库中每个ATP的每个中心点 计算它与它绑定的类型为T的残基的Cα原子之间的距离 其中T为PDB中出现过的氨基酸残基类型的一种;
7)计算任意残基类型T与PDB数据库中所有ATP分子的第k个中心原子Ck,k=1,2,3,相互作用的平均距离,记作D(Ck,T):其中
8)根据步骤7),分别计算PDB数据库中所有T类型残基与其绑定的ATP中心点Ck的相互作用平均距离D(Ck,T);
9)参数设置:设置种群规模NP,缩放因子F,交叉概率CR,最大迭代次数Gmax,初始化迭代次数G=0;
10)种群初始化:随机生成初始化种群P={S1,S2,...,Si,...,SNP},Si=(si,1,si,2,si,3,si,4,si,5,si,6)为种群P的第i个个体,si,1、si,2、si,3、si,4、si,5与si,6为Si的6个元素,其中si,1、si,2和si,3的取值范围是 si,4、si,5与si,6的取值范围为0到2π;
11)对于种群中的每个个体Si,根据如下方式将蛋白质与ATP对接,并计算该个体的得分score(Si):
11.1)根据Si中的后三个元素si,4、si,5与si,6,计算出一个三维空间旋转矩阵R:
11.2)将 的坐标根据如上的旋转矩阵R进行旋转分别得到三维坐标
11.3)根据Si中的前三个元素si,1、si,2、si,3,将旋转得到的坐标 进行如下的平移过程,计算得出新的三维坐标C′1,C′2,C′3:其中C′k是平移后得到的三维坐标,对于C′k和
11.4)根据步骤8),计算得分score(Si):score(Si)=∑|DkT-D(Ck,T)|
其中DkT是C′k与残基类型为T的残基Cα原子的距离,k=1,2,3;
12)根据差分进化算法,对种群P中的每个个体Si,i∈{1,2,…,NP}作如下处理:
12.1)从当前种群中P随机选择三个不同的个体Sa、Sb与Sc,其中a≠b≠c≠i,根据如下等式生成一个突变个体Smutant:Smutant=Sa+F·(Sb-Sc)
12.2)将Si中的元素信息复制到交叉个体Scross中,再在Scross的6个元素中随机选择一个元素scross,j,使用Smutant中对应的元素smutant,j替换,最后,对于Scross中的每一个元素,使用随机生成的0到1之间的随机数R来控制是否使用Smutant中对应的元素来替换:若R<CR,则替换,否则不替换;
12.3)根据步骤11),分别计算Scross与Si对应的得分score(Scross)与score(Si);
12.4)如果score(Sscore)<score(Si),则使用Scross替换种群P中的Si,否则Si保留在种群P中;
13)G=G+1,如果G>Gmax,则根据当前种群P中得分最低的个体Slow,将A中所有原子坐标根据Slow中的元素信息进行旋转平移后的坐标作为最终的配体位置信息输出,否则返回步骤12)。