一种任务执行方法、装置、存储介质及电子设备制造方法及图纸

本说明书公开了一种任务执行方法、装置、存储介质及电子设备。所述任务执行方法包括：在仿真环境中构建目标蛋白质的初始受体模型，根据目标蛋白质所处的细胞环境信息以及天然氨基酸的结构约束信息，在仿真环境中进行分子动力学模拟，得到目标受体模型，在仿真环境中对配体化合物模型与目标受体模型进行分子对接模拟，确定目标位置，确定按照该配体化合物对应的目标位置将目标受体模型和配体化合物模型对接后得到的复合物模型，在仿真环境中对复合物模型进行分子动力学模拟，以计算结合自由能，根据每个目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，并根据目标化合物执行任务。并根据目标化合物执行任务。并根据目标化合物执行任务。

【技术实现步骤摘要】
一种任务执行方法、装置、存储介质及电子设备


[0001]本说明书涉及生物工程
，尤其涉及一种任务执行方法、装置、存储介质及电子设备。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，计算机模拟技术被逐渐的应用于各个领域，其中，分子对接和分子动力学模拟技术在药物设计、蛋白质设计、生物传感器设计等领域有着广泛的应用，通过模拟蛋白质结构与不同化合物配体之间的相互作用，确定出与基础蛋白质相适配的化合物，进而根据该化合物执行上述生物工程设计任务。
[0003]然而，目前对蛋白质与配体化合物之间的相互作用进行模拟的过程中，对不同化合物与受体蛋白之间的适配性评估结果的准确性以及精度较低，严重限制了生物工程任务的执行。
[0004]基于此，如何准确的对不同化合物与受体蛋白之间进行准确的适配，以保证后续生物工程任务的准确顺利执行，则是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本说明书提供一种任务执行方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
[0006]本说明书采用下述技术方案：本说明书提供了一种任务执行方法，包括：获取目标蛋白质的氨基酸序列；基于所述氨基酸序列，在仿真环境中构建所述目标蛋白质的初始受体模型；根据所述目标蛋白质所处的细胞环境信息以及天然氨基酸的结构约束信息，在所述仿真环境中对所述初始受体模型进行分子动力学模拟，以对所述初始受体模型进行优化，得到所述目标蛋白质对应的目标受体模型；针对每个配体化合物，在所述仿真环境中对该配体化合物对应的配体化合物模型与所述目标受体模型进行分子对接模拟，确定在所述配体化合物模型上与所述目标受体模型进行结合的目标位置，作为该配体化合物对应的目标位置；针对每个配体化合物，确定按照该配体化合物对应的目标位置将所述目标受体模型和该配体化合物对应的配体化合物模型对接后得到的复合物模型，作为该配体化合物对应的复合物模型；在所述仿真环境中对每个配体化合物对应的复合物模型进行分子动力学模拟，以计算所述目标蛋白质和每个配体化合物之间的结合自由能；根据每个所述目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，并根据所述目标化合物，执行目标任务。
[0007]可选地，根据所述目标蛋白质所处的细胞环境信息以及所述结构约束信息，在所
述仿真环境中对所述初始受体模型进行分子动力学模拟，具体包括：将所述初始受体模型放置在所述仿真环境中的水分子力场模型TIP3P溶液中，并对所述水分子力场模型的溶液进行离子中和；根据所述分子结构约束信息，对所述初始受体模型进行谐波约束，根据所述细胞环境信息，在指定时间内将所述仿真环境加热至目标温度，并对所述初始受体模型的指定转角施加距离约束；在指定压力下对所述仿真环境中的受体模型进行模拟采样，确定所述受体模型的能量反应路径，并将采集到的能量最低的一帧所对应的受体模型作为所述目标受体模型。
[0008]可选地，针对每个配体化合物，在所述仿真环境中对该配体化合物对应的配体化合物模型与所述目标受体模型进行分子对接模拟，确定在所述配体化合物模型上与所述目标受体模型进行结合的目标位置，作为该配体化合物对应的目标位置，具体包括：根据预设的构象搜索参数对所述目标受体模型和所述配体化合物模型进行构象搜索，确定满足指定条件的配体构象并将所述配体构象对应结合口袋位置作为所述目标位置。
[0009]可选地，在所述仿真环境中对每个配体化合物对应的复合物模型进行分子动力学模拟，以计算所述目标蛋白质和每个配体化合物之间的结合自由能，具体包括：针对每个配体化合物，将该配体化合物对应的复合物模型放置在所述仿真环境中的TIP3P溶液中，并添加抗衡离子中和所述溶液中的电荷；设置周期性边界条件，并处理所述复合物模型在所述TIP3P溶液中的长程相互作用；在所述仿真环境中对复合物模型的轨迹进行模拟采样，并基于采集到的数据对复合物模型进行热力学分析，计算所述目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能。
[0010]可选地，所述抗衡离子包括：钠离子以及氯离子。
[0011]可选地，在所述仿真环境中对所述复合物模型的轨迹进行模拟采样，具体包括：按照预设的时间间隔，在指定时间内对所述复合物模型的轨迹进行模拟采样，得到若干个数据快照；基于采集到的数据对复合物模型进行热力学分析，计算所述目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能，具体包括：针对每个数据快照，根据该数据快照中所述TIP3P溶液中的自由能、该数据快照中复合物模型的自由能、该数据快照中配体化合物模型的自由能以及该数据快照中目标受体模型的自由能确定该数据快照中目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能。
[0012]可选地，根据每个所述目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，具体包括：根据每个配体化合物对应的结合自由能，确定各配体化合物与所述目标蛋白质之间的亲和力，并基于所述亲和力在各化合物中确定出目标化合物。
[0013]可选地，所述自由能的绝对值越大，所述亲和力越大。
[0014]本说明书提供了一种任务执行装置，包括：获取模块，获取目标蛋白质的氨基酸序列；构建模块，基于所述氨基酸序列，在仿真环境中构建所述目标蛋白质的初始受体
模型；优化模块，根据所述目标蛋白质所处的细胞环境信息以及天然氨基酸的结构约束信息，在所述仿真环境中对所述初始受体模型进行分子动力学模拟，以对所述初始受体模型进行优化，得到所述目标蛋白质对应的目标受体模型；对接模块，针对每个配体化合物，在所述仿真环境中对该配体化合物对应的配体化合物模型与所述目标受体模型进行分子对接模拟，确定在所述配体化合物模型上与所述目标受体模型进行结合的目标位置，作为该配体化合物对应的目标位置；确定模块，针对每个配体化合物，确定按照该配体化合物对应的目标位置将所述目标受体模型和该配体化合物对应的配体化合物模型对接后得到的复合物模型，作为该配体化合物对应的复合物模型；计算模块，在所述仿真环境中对每个配体化合物对应的复合物模型进行分子动力学模拟，以计算所述目标蛋白质和每个配体化合物之间的结合自由能；执行模块，根据每个所述目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，并根据所述目标化合物，执行目标任务。
[0015]可选地，所述优化模块具体用于，将所述初始受体模型放置在所述仿真环境中的水分子力场模型TIP3P溶液中，并对所述水分子力场模型的溶液进行离子中和；根据所述结构约束信息，对所述初始受体模型进行谐波约束，根据所述细胞环境信息，在指定时间内将所述仿真环境加热至目标温度，并对所述初始受体模型的指定转角施加距离约束；在指定压力下对所述仿真环境中的受体模型进行模拟采样，确定所述受体模型的能量反应路径，并将采集到的能量最低的一帧所对应的受体模型作为所述目标受体模型。
[0016]可选地，所述对接模块具体用于，根据预设的构象搜索参数对所述目标受体模型和所述配体化合物模型进行构象搜索，确定满足指定条件的配体构象并将所述配体构象对应结合口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任务执行方法，其特征在于，包括：获取目标蛋白质的氨基酸序列；基于所述氨基酸序列，在仿真环境中构建所述目标蛋白质的初始受体模型；根据所述目标蛋白质所处的细胞环境信息以及天然氨基酸的结构约束信息，在所述仿真环境中对所述初始受体模型进行分子动力学模拟，以对所述初始受体模型进行优化，得到所述目标蛋白质对应的目标受体模型；针对每个配体化合物，在所述仿真环境中对该配体化合物对应的配体化合物模型与所述目标受体模型进行分子对接模拟，确定在所述配体化合物模型上与所述目标受体模型进行结合的目标位置，作为该配体化合物对应的目标位置；针对每个配体化合物，确定按照该配体化合物对应的目标位置将所述目标受体模型和该配体化合物对应的配体化合物模型对接后得到的复合物模型，作为该配体化合物对应的复合物模型；在所述仿真环境中对每个配体化合物对应的复合物模型进行分子动力学模拟，以计算所述目标蛋白质和每个配体化合物之间的结合自由能；根据每个所述目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，并根据所述目标化合物，执行目标任务。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标蛋白质所处的细胞环境信息以及所述细胞环境中的分子动力学天然氨基酸的结构约束信息，在所述仿真环境中对所述初始受体模型进行分子动力学模拟，具体包括：将所述初始受体模型放置在所述仿真环境中的水分子力场模型TIP3P溶液中，并对所述水分子力场模型的溶液进行离子中和；根据所述结构约束信息，对所述初始受体模型进行谐波约束，根据所述细胞环境信息，在指定时间内将所述仿真环境加热至目标温度，并对所述初始受体模型的指定转角施加距离约束；在指定压力下对所述仿真环境中的受体模型进行模拟采样，确定所述受体模型的能量反应路径，并将采集到的能量最低的一帧所对应的受体模型作为所述目标受体模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每个配体化合物，在所述仿真环境中对该配体化合物对应的配体化合物模型与所述目标受体模型进行分子对接模拟，确定在所述配体化合物模型上与所述目标受体模型进行结合的目标位置，作为该配体化合物对应的目标位置，具体包括：根据预设的构象搜索参数对所述目标受体模型和所述配体化合物模型进行构象搜索，确定满足指定条件的配体构象并将所述配体构象对应结合口袋位置作为所述目标位置。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述仿真环境中对每个配体化合物对应的复合物模型进行分子动力学模拟，以计算所述目标蛋白质和每个配体化合物之间的结合自由能，具体包括：针对每个配体化合物，将该配体化合物对应的复合物模型放置在所述仿真环境中的TIP3P溶液中，并添加抗衡离子中和所述溶液中的电荷；设置周期性边界条件，并处理所述复合物模型在所述TIP3P溶液中的长程相互作用；在所述仿真环境中对复合物模型的轨迹进行模拟采样，并基于采集到的数据对复合物
模型进行热力学分析，计算所述目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述抗衡离子包括：钠离子以及氯离子。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述仿真环境中对所述复合物模型的轨迹进行模拟采样，具体包括：按照预设的时间间隔，在指定时间内对所述复合物模型的轨迹进行模拟采样，得到若干个数据快照；基于采集到的数据对复合物模型进行热力学分析，计算所述目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能，具体包括：针对每个数据快照，根据该数据快照中所述TIP3P溶液中的自由能、该数据快照中复合物模型的自由能、该数据快照中配体化合物模型的自由能以及该数据快照中目标受体模型的自由能确定该数据快照中目标蛋白质和该配体化合物之间的结合自由能。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个所述目标蛋白质与每个配体化合物对应的结合自由能，在各配体化合物中确定出目标化合物，具体包括：根据每个配体化合物对应的结合自由能，确定各配体化合物与所述目标蛋白质之间的亲和力，并基于所述亲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪鸣，范敏之，杨文剑，叶景，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：