【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，特别涉及一种对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法和装置。
技术介绍
1、药物小分子配体与蛋白质靶点(又称蛋白质受体，下称受体蛋白)的结合是产生药效的基础。膜蛋白是一种重要的受体蛋白，常见的受体膜蛋白有诸如g蛋白偶联受体(gprotein coupled receptor,gpcr)等。在药物研发的过程中经常会面临小分子配体优选的问题：对应某类受体膜蛋白可以产生多个差异性不大的同源小分子配体，需要研究人员要从中选出最优配体做进一步分析。目前，研究人员大多依靠专家的历史经验进行选择。但我们在实践中发现这种常规处理机制存在一些问题：1)依靠人工方式识别、无法形成有效的自动化处理机制，从而导致优选效率很低；2)优选质量与专家个人经验和工作状态紧密相关，在个人经验存在局限或工作状态不佳的情况下容易发生连续错选的情况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质；将两个同源的小分子配体中的一个与受体膜蛋白对接得到对应的蛋白质-配体复合物，并基于该蛋白质-配体复合物进行生物膜体系构建得到一个复合物+生物膜体系，并基于自由能微扰(free energyperturbation,fep)计算方法对该复合物+生物膜体系下两个配体与受体膜蛋白的结合自由能差进行计算，并基于结合自由能差从两个配体中选出亲和力更优的作为优选配体。通过本专利技术，不但可以提高优选效率、还可以保证优选
2、为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，所述方法包括：
3、接收两个同源的小分子配体和一个受体膜蛋白作为对应的第一配体、第二配体和第一受体膜蛋白；
4、将由所述第一配体与所述第一受体膜蛋白对接形成的蛋白质-配体复合物作为对应的第一复合物；并根据所述第一复合物进行生物膜体系构建得到对应的第一膜体系；
5、基于自由能微扰计算方法对所述第一膜体系下所述第一配体与所述第一受体膜蛋白的结合态转变为所述第二配体与所述第一受体膜蛋白的结合态的自由能变差值进行计算生成对应的第一自由能变差值；并基于自由能微扰计算方法对所述第一膜体系下所述第一配体在水中的溶解态转变为所述第二配体在水中的溶解态的自由能变差值进行计算生成对应的第二自由能变差值；
6、基于所述第一、第二自由能变差值对所述第一、第二配体进行同源配体优选处理得到对应的第一优选配体。
7、优选的，所述根据所述第一复合物进行生物膜体系构建得到对应的第一膜体系，具体包括：
8、对所述第一复合物进行粗粒化模型转换得到对应的第一粗粒化复合物；并基于所述第一粗粒化复合物的尺寸对用于分子动力学模拟的周期性盒子的尺寸进行设置得到对应的第一周期性盒子；
9、在所述第一周期性盒子中建立一个横向的生物膜结构区域，并将所述第一粗粒化复合物置于所述当前周期性盒子的中心与所述生物膜结构区域垂直且穿过所述生物膜结构区域，并将所述生物膜结构区域的上、下两个区域平面记为对应的跨膜区外平面和跨膜区内平面；
10、在所述第一周期性盒子中加入粗粒化模型的膜脂分子、水分子和盐离子颗粒使所述第一周期性盒子中的盐粒子浓度达到预设的盐粒子浓度阈值并确保所述第一周期性盒子处于电中性状态；
11、在对所述第一粗粒化复合物进行运动约束的条件下，对所述第一周期性盒子进行粗粒化分子动力学模拟直到所有膜脂分子颗粒平均分布在所述跨膜区外平面和所述跨膜区内平面上为止；
12、基于所述第一复合物的原子结构对所述第一周期性盒子中的所述第一粗粒化复合物进行全原子结构替换，并对其他所有粗粒化模型的膜脂分子、水分子和盐离子颗粒进行全原子结构转换；
13、对所述第一周期性盒子进行能量最小化分子动力学模拟；再在对所述第一复合物和所有膜脂分子颗粒对应的所有原子进行运动约束的条件下，先对所述第一周期性盒子进行nvt平衡分子动力学模拟、再对所述第一周期性盒子进行npt平衡分子动力学模拟；并在npt平衡模拟结束后基于预设的分区水分布特征对当前体系水分布的合理性进行确认得到对应的第一确认结果；所述当前体系水分布包括生物膜结构区域外水分布、生物膜结构区域内水分布和配体结合口袋内水分布；所述生物膜结构区域外水分布为所述第一周期性盒子中处于所述第一复合物和所述生物膜结构区域之外区域的水分子分布状态；所述生物膜结构区域内水分布为所述第一周期性盒子中处于所述生物膜结构区域之内的水分子分布状态；所述配体结合口袋内水分布为所述第一周期性盒子中处于所述第一复合物的第一配体结合口袋之内的水分子分布状态；所述第一配体结合口袋为所述第一复合物上用于对接所述第一配体的配体结合口袋；所述生物膜结构区域外水分布、所述生物膜结构区域内水分布和所述配体结合口袋内水分布的分布特征彼此不同；所述第一确认结果包括合理和不合理；
14、当所述第一确认结果为合理时，将所述第一周期性盒子中与所述第一配体对应的所有原子删除；并将完成配体原子删除的所述第一周期性盒子的体系结构作为对应的所述第一膜体系。
15、优选的，所述基于所述第一、第二自由能变差值对所述第一、第二配体进行同源配体处理得到对应的第一优选配体，具体包括：
16、将所述第一自由能变差值减去所述第二自由能变差值的差作为对应的第一能差；并对所述第一能差进行识别；若所述第一能差大于0，则将所述第一配体作为对应的所述第一优选配体；若所述第一能差小于0，则将所述第二配体作为对应的所述第一优选配体。
17、本专利技术实施例第二方面提供了一种用于实现上述第一方面所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法的装置，所述装置包括：数据接收模块、体系模拟模块、自由能微扰计算模块和配体优选模块；
18、所述数据接收模块用于接收两个同源的小分子配体和一个受体膜蛋白作为对应的第一配体、第二配体和第一受体膜蛋白；
19、所述体系模拟模块用于将由所述第一配体与所述第一受体膜蛋白对接形成的蛋白质-配体复合物作为对应的第一复合物；并根据所述第一复合物进行生物膜体系构建得到对应的第一膜体系；
20、所述自由能微扰计算模块用于基于自由能微扰计算方法对所述第一膜体系下所述第一配体与所述第一受体膜蛋白的结合态转变为所述第二配体与所述第一受体膜蛋白的结合态的自由能变差值进行计算生成对应的第一自由能变差值；并基于自由能微扰计算方法对所述第一膜体系下所述第一配体在水中的溶解态转变为所述第二配体在水中的溶解态的自由能变差值进行计算生成对应的第二自由能变差值；
21、所述配体优选模块用于基于所述第一、第二自由能变差值对所述第一、第二配体进行同源配体优选处理得到对应的第一优选配体。
22、本专利技术实施例第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和收发器；
23、所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述根据所述第一复合物进行生物膜体系构建得到对应的第一膜体系，具体包括：
3.根据权利要求1所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述基于所述第一、第二自由能变差值对所述第一、第二配体进行同源配体优选处理得到对应的第一优选配体，具体包括：
4.一种用于执行权利要求1-3任一项所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法的装置，其特征在于，所述装置包括：数据接收模块、体系模拟模块、自由能微扰计算模块和配体优选模块；
5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器和收发器；
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求1-3任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述根据所述第一复合物进行生物膜体系构建得到对应的第一膜体系，具体包括：
3.根据权利要求1所述的对受体膜蛋白的同源配体进行优选的处理方法，其特征在于，所述基于所述第一、第二自由能变差值对所述第一、第二配体进行同源配体优选处理得到对应的第一优选配体，具体包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，郭昱，杨茂华，周雨，邓彧勍，张林峰，孙伟杰，
申请(专利权)人：北京深势科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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