一种基于循环坐标下降法的环区预测方法技术

本发明专利技术提出了一种基于循环坐标下降法的环区预测方法，所述方法解决蛋白质三维结构预测中数值计算的难点，设计了一种循环坐标下降法预测蛋白质三维结构和蛋白质环闭合问题，该方法不仅能将侧链的改变纳入计算，而且还能预测蛋白质骨架的柔性，算法具有更好的计算效率。有效得到问题最优解，预测效率较高，收敛性较好，弥补了现有方法的缺陷。弥补了现有方法的缺陷。弥补了现有方法的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环坐标下降法的环区预测方法

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[0001]本专利技术涉及生物工程
，特别涉及一种基于循环坐标下降法的环区预测方法。

技术介绍
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[0002]蛋白质的功能主要由三维结构来决定，但通过实验的方式获取三维结构需要耗费大量人力物力。在过去几十年里，人们主要通过X射线晶体学、冷冻电子显微镜或核磁共振等实验技术手段来解析蛋白质的三维结构，然而在实验过程中往往会有多种技术难关，费时费力，也需要依赖昂贵的大型仪器和大科学设施。为解决此问题，学者们提出了另一种方法：蛋白质结构预测法，打算从蛋白质链的一级结构开始直接对蛋白质结构进行预测。也就是从蛋白质序列出发利用计算机算法预测每个氨基酸的空间坐标并进而最终实现三维结构的预测。
[0003]蛋白质结构预测中一个非常困难的问题是环区的预测。所谓环区，就是在二级结构的分类中不属于螺旋和折叠的区域，也就是蛋白质中一些有序但不规则的，且没有固定三维结构的随机线圈。这些区域通常具有很大的柔性，很多时候在溶剂中呈现运动的状态，是蛋白质整体结构中最难预测的部分。有两个原因使得蛋白质环区的预测不同于蛋白质的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于循环坐标下降法的环区预测方法，所述环区预测方法涉及一种蛋白质环区折叠成特定的拓扑结构，所述拓扑结构内设有总体势能E，以目标函数为肽链上任意原子与其目标原子的均方根偏差，建立最优化模型P；定义蛋白质环区运动链上的残基序号为1至n，n为正整数，蛋白质环区运动链上的N端残基序号定义为0，蛋白质环区运动链上的C端残基序号定义为n+1，其中，N端为蛋白质环区运动链的始端，C端为蛋白质环区运动链的终端执行器，蛋白质环区运动链上设有蛋白质环，在所述蛋白质环的主链上设有原子，在所述蛋白质环上任意选择m个原子，称作向导原子，编号为1,2,
…
,m，m为正整数，对于每一个原子，为其指定一个“向导原子的目标”，简称为目标，所述向导原子被标记为P1，P2，
…
,P
m
,目标则标记为T1，T2,
…
,T
m
，旋转了角度θ之后，向导原子的位置记为Q1，Q2，
…
，Q
m
；蓝绿色代表向导原子，红色的代表目标，蓝色的表示肽段沿轴旋转θ角之后向导原子的位置；为每一个向导原子设置局部参考系：向导原子在旋转轴上的投影设为原点O1，O2，
…
，O
m
，和i＝1,2,
…
,m都是单位向量，与旋转轴方向一致，为向量的单位向量；为得到一个右手坐标系，定义i＝1,2,
…
,m；其特征是：所述总体势能为其中，E
ij
为残基i,j之间不破坏距离约束的条件下具有的基本能量，ΔE
ij
是由于距离约束的破坏而增加的能量，E
ij
包含系统内部任意残基对，ΔE
ij
只考虑涉及到距离约束的残基对，没有天然结构的信息时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：广红，宋加磊，张军，
申请(专利权)人：青岛超蓝生物信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：