多聚谷氨酰胺致病机理的分析方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-07-11 09:46:42
本发明涉及一种多聚谷氨酰胺致病机理的分析方法,包括以下步骤,S1、选择蛋白质模型:二维整点HP模型;S2、确定能量函数;S3、搜索自由能最小的蛋白质二维构型:采用对等模式的MPI并行算法搜索能量最小的蛋白质所对应的二维结构的步骤为,本发明提供的多聚谷氨酰胺致病机理的分析方法与现有技术相比,采用在多聚谷氨酰胺蛋白质构型群体中,构型个体的温度由该个体次序所决定,通过将较高的温度分配给较差的个体,使之更有可能向较好的个体变动;同时,使用降温因子加速收敛速度,采用并行方式可加快收敛速度。
一种多聚谷氨酰胺致病机理的分析方法,其特征在于,包括以下步骤,S1、选择蛋白质模型:二维整点HP模型;S2、确定能量函数:E=Σi其中,σi表示肽链上第i个氨基酸残基,ri表示第i个氨基酸位置;A为一正整数;m、n为网格节点数;S3、搜索自由能最小的蛋白质二维构型:采用对等模式的MPI并行算法搜索能量最小的蛋白质所对应的二维结构的步骤为,S31、确定α,β以及Tref的值,每个进程随机产生个体i,其中i=0,…,N-1,,并计算个体的能量函数Ei,初始化记录器,其中,Tref为初始参考温度,α为分配因子,β为降温因子;S32、建立通信,确定个体的ri以及个体的温度Ti;S33、利用构型变动集进行随机变动,构建新的构型,并计算新的能量函数Enew,对t累加;S34、重复步骤S33,当迭代步数超过阈值,停止计算;否则,Tref=βTref,β为降温因子,返回步骤S32再次迭代。
多聚谷氨酰胺(polyQ)疾病是三核苷酸CAG基因异常重复扩增导致多聚谷氨酰胺 蛋白的神经系统功能障碍疾病。多聚谷氨酰胺疾病有九种,且致病蛋白质以及相应的基因 各不相同,但其共同特征是患者的大脑细胞中形成不可溶的蛋白质聚集体、具有共同的多 聚谷氨酰胺(polyQ)片段。
[0003] 多聚谷氨酰胺蛋白质如何误折叠和聚集,进而导致疾病还有待研究。与其他多数 神经退行性疾病(例如,老年痴呆证)相似,多聚谷氨酰胺疾病与多聚谷氨酰胺蛋白的误折 叠有关。多聚谷氨酰胺蛋白长度达到35-40氨基酸时,就容易产生这种疾病,而且多聚谷氨 酰胺蛋白长度越长疾病就越严重。蛋白质折叠研究有助于蛋白质分子药物的设计,因此,蛋 白质折叠研究对探索多聚谷氨酰胺疾病的致病机理以及对多聚谷氨酰胺疾病的预防和治 疗将起重大的帮助作用。
国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明提供的多聚谷氨酰胺致病机理的分析方法与现有技术相比,采用在多聚谷 氨酰胺蛋白质构型群体中,构型个体的温度由该个体次序所决定,通过将较高的温度分配 给较差的个体,使之更有可能向较好的个体变动;同时,使用降温因子加速收敛速度,采用 并行方式可加快收敛速度。
技术合作
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据 本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保 护范围内。