一种蛋白质复合物结构预测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种蛋白质复合物结构预测方法、装置、设备及存储介质，其中，将蛋白质复合物中的多个蛋白质链的氨基酸序列输入至训练好的位置预测模型中，得到每个所述蛋白质链的第一代表原子的预测原子位置；根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和预测距离图谱确定出多个所述蛋白质链之间的最优平移旋转关系，使得多个所述蛋白质链在所述最优平移旋转关系下的计算距离图谱与所述预测距离图谱的距离差异最小；根据所述最优平移旋转关系，得到所述蛋白质复合物的预测结构。采用上述方法，以减少在进行蛋白质复合物结构预测时的计算量，缩短在进行蛋白质复合物结构预测时所需耗费的时间。耗费的时间。耗费的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白质复合物结构预测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及生物信息学领域，具体而言，涉及一种蛋白质复合物结构预测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]蛋白质分子在生物体的细胞活动中有很大的作用，生物体的许多活动都是以蛋白质的活性作为基础。蛋白质分子的结构决定蛋白质分子功能。因此，对生物分子结构和生物活性态建模对理解并治疗与蛋白质相关的疾病有很大的帮助作用。并且对工程蛋白的制造有指导意义。
[0003]蛋白质的氨基酸序列信息决定蛋白质的三维结构的这个观点被广泛地接受，也是使用计算机实现蛋白质结构预测的理论依据。
[0004]专利技术人在研究中发现，利用计算机的运算能力和优化算法通过蛋白质的序列信息来预测蛋白质的三维结构，也就是说蛋白质折叠问题仍然是一个难题，即蛋白质结构预测的困难主要在两个方面，首先是蛋白质结构预测所使用的能量模型不精确，其次是蛋白质的构象空间是极其庞大和复杂的，使得在使用复杂的网络结构预测网络一次性精确预测组成复合物的结构时所需耗费的时间大大增加。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质复合物结构预测方法，其特征在于，所述方法包括:将蛋白质复合物中的多个蛋白质链的氨基酸序列输入至训练好的位置预测模型中，得到每个所述蛋白质链的第一代表原子的预测原子位置；根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和预测距离图谱确定出多个所述蛋白质链之间的最优平移旋转关系，使得多个所述蛋白质链在所述最优平移旋转关系下的计算距离图谱与所述预测距离图谱的距离差异最小；其中，所述预测距离图谱是根据多个所述蛋白质链的氨基酸序列确定的，用于表征多个所述蛋白质链的第二代表原子之间的近似距离；所述计算距离图谱是根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和多个所述蛋白质链之间的平移旋转关系确定的，用于表征在该平移旋转关系下，多个所述蛋白质链的第一代表原子之间的距离；第二代表原子和第一代表原子相同或不同；根据所述最优平移旋转关系，得到所述蛋白质复合物的预测结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和预测距离图谱确定出多个所述蛋白质链之间的最优平移旋转关系前，所述方法还包括：将多个所述蛋白质链的氨基酸序列输入至训练好的目标图谱预测网络中得到准预测距离图谱，其中，所述准预测距离图谱包含至少一个M*N*P的矩阵，其中P为距离分类的个数，所述矩阵的第p层的第mn个元素表示第一蛋白质链的第m个第一代表原子和第二蛋白质链的第n个第一代表原子之间的预测距离落入第p个距离分类的概率，不同的距离分类对应不同的距离区间；其中p选自1到P的整数；m选自1到M的整数，n选自1到N的整数；根据所述准预测距离图谱得到所述预测距离图谱；其中，所述预测距离图谱中包含所述第一蛋白质链的第m个第一代表原子和所述第二蛋白质链的第n个第一代表原子之间的近似距离，所述近似距离用第一蛋白质链的第m个第一代表原子和第二蛋白质链的第n个第一代表原子所对应的最大概率所对应的类别表示。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标图谱预测网络包括进化网络模块和图谱生成模块；所述目标图谱预测网络是通过如下步骤训练的：将已知结构的蛋白质复合物中所包含的多个训练蛋白质链的氨基酸序列输入所述进化网络模块，得到配对特征；将所述配对特征输入所述图谱生成模块，得到预测原子近似距离；根据所述预测原子近似距离和实际原子近似距离之间的差异值对所述进化网络模块和/或所述图谱生成模块的参数进行调整，得到所述目标图谱预测网络。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，当所述第二代表原子和所述第一代表原子不同时，所述根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和预测距离图谱确定出多个所述蛋白质链之间的最优平移旋转关系，包括：将所述计算距离图谱换算为换算计算距离图谱，所述换算计算距离图谱是用所述第二代表原子之间的距离表征的；多个所述蛋白质链在所述最优平移旋转关系下的换算计算距离图谱与所述预测距离图谱的距离差异最小；或者，将所述预测距离图谱换算为换算预测距离图谱，所述换算预测距离图谱是用所述第一代表原子之间的距离表征的；多个所述蛋白质链在所述最优平移旋转关系下的计算
距离图谱与所述换算预测距离图谱的距离差异最小。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述蛋白质链对应的预测原子位置和预测距离图谱确定出多个所述蛋白质链之间的最优平移旋转关系，包括：根据下列公式得到最优平移旋转关系：其中，x
A
为一个蛋白质链的预测原子位置，x
B
为另一个蛋白质链的预测原子位置，C为所述预测距离图谱，T为平移旋转关系，R为旋转矩阵，t为平移矩阵。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，当所述蛋白质复合物中包括W个蛋白质链时，所述最优平移旋转关系包括W
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1个平移旋转关系，其中，W大于等于3；所述W
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉杰，李少川，李辉，宋乐，
申请(专利权)人：百图生科北京智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：