基于接觸圖殘基對距離約束的蛋白質結構預測算法

摘要：從頭預測是蛋白質結構建模的一種重要方法,該方法的研究有助于人類理解蛋白質功能,從而進行藥物設計和疾病治療。為了提高預測精度,文中提出了基于接觸圖殘基對距離約束的蛋白質結構預測算法(CDPSP)。基于進化算法框架,CDPSP將構象空間采樣分為探索和增強兩個階段。在探索階段,設計基于殘基對距離的變異與選擇策略,即根據接觸圖的接觸概率選擇殘基對,并通過片段組裝技術對所選擇的殘基對的鄰近區(qū)域進行變異;將殘基對距離離散化為多個區(qū)域并為其分配期望概率,根據期望概率確定是否選擇變異的構象,從而增加種群的多樣性。在增強階段,利用基于接觸圖信息的評分指標,結合能量函數,衡量構象的質量,從而選擇較優(yōu)的構象,達到增強CDPSP近天然態(tài)區(qū)域采樣能力的效果。為了驗證所提算法的性能,通過CASP12中的10個FM組目標蛋白質對其進行了測試,并將其與一些先進算法進行比較。實驗結果表明,CDPSP可以預測得到精度較高的蛋白質三維結構模型。