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一种基于相干伊辛机的蛋白质结构对齐方法及装置制造方法及图纸

技术编号:45946230 阅读:7 留言:0更新日期:2025-07-29 17:49
本发明专利技术提供一种蛋白质结构对齐方法及装置,所述方法包括:首先,获取需要对齐的两个蛋白质文件;接着,针对每个蛋白质文件,确定对应的接触对集合;之后根据两个接触对集合,生成二维网格图,在其中能形成有效对齐的网格顶点之间建立连接边;然后利用相干伊辛机系统,对所述二维网格图表示的解空间进行搜索,求解哈密顿量H的基态;最后根据所述哈密顿量H的基态生成蛋白质结构对齐图。本发明专利技术提供的蛋白质结构对齐方法,能系统性地搜索所有可能的对齐方案,确保找到的解是全局最优的。此外,本发明专利技术基于相干伊辛机系统,其计算过程具有内在的并行性,可以更快速地探索解空间,特别适用于处理蛋白质对齐问题中的大规模并行配对问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算生物学领域,尤其涉及一种基于相干伊辛机的蛋白质结构对齐方法及装置


技术介绍

1、在生物信息学中,蛋白质结构对齐是一个核心任务。蛋白质结构对齐问题可以被表述为:在两个蛋白质的三维结构中寻找最优的对应关系,使得它们的空间结构尽可能地匹配。其目的在于识别和比较不同蛋白质之间的空间结构相似性,这种相似性对于理解蛋白质功能、指导药物设计以及揭示生物进化关系至关重要。蛋白质结构对齐问题是一个典型的np-hard问题,这意味着随着蛋白质大小的增加,找到最佳或接近最佳的结构对齐方案所需的计算资源和时间会急剧增加。

2、针对蛋白质结构对齐问题,现有的解决方案包括:

3、1. 基于距离矩阵的方法:通过计算和比较蛋白质对之间的距离矩阵的相似性来实现蛋白质结构对齐。这种方法虽然在理论上能够提供精确的对齐,但在处理大型蛋白质数据集时计算成本高昂,且难以扩展。

4、2. 基于动态规划的方法:动态规划算法,如smith-waterman和needleman-wunsch算法,可用于寻找蛋白质结构之间的局部或全局对齐,但它们的时间复本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种蛋白质结构对齐方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两个氨基酸残基非相邻且距离小于特定阈值。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用相干伊辛机系统,对所述二维网格图表示的解空间进行搜索,求解哈密顿量H的基态,具体包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相干伊辛机系统包括:

5.一种蛋白质结构对齐装置,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述两个氨基酸残基非相邻且距离小于特定阈值。

7.根据权利要求5所述的装置,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种蛋白质结构对齐方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两个氨基酸残基非相邻且距离小于特定阈值。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用相干伊辛机系统,对所述二维网格图表示的解空间进行搜索,求解哈密顿量h的基态,具体包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相干伊辛机系统包括:

【专利技术属性】
技术研发人员:袁骁朱垣晔
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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