基于序列表征的蛋白质结合位点确定方法、虚拟筛选方法及系统

  • 国民经济行业:卫生和社会工作/卫生/医院/综合医院, 信息传输、软件和信息技术服务业/软件和信息技术服务业/信息技术咨询服务, 科学研究和技术服务业/科技推广和应用服务业/技术推广服务/生物技术推广服务
  • 学科类别:基础医学/生物医学工程学/生物医学工程学其他学科、计算机科学技术/人工智能/模式识别
  • 权利人:上海交通大学

知识产权简介

本发明涉及生物信息学与计算机辅助药物设计技术领域,具体涉及基于序列表征的蛋白质结合位点确定方法、系统及存储介质。所述方法包括:获取蛋白质三维结构文件和配体三维结构文件;从蛋白质三维结构文件中提取氨基酸序列并建立序列位置与三维结构残基之间的映射关系,从配体三维结构文件中提取SMILES序列;分别利用预训练蛋白质语言模型和预训练分子语言模型对所述氨基酸序列和SMILES序列进行编码,得到蛋白质表征和配体表征;通过蛋白质自注意力模块和双向交叉注意力模块实现蛋白质与配体之间的条件语义交互,输出残基级结合位点分数;将所述残基级分数映射回蛋白质三维结构,并结合初始结构口袋识别结果对候选口袋进行扩展、纠偏和重评分,得到适用于分子对接的修正口袋。所述方法能够在降低三维建模计算复杂度的同时,提高结合位点识别的配特异性和虚拟筛选效率。

转化前景

本专利方法能够在降低三维建模计算复杂度的同时,提高结合蛋白质-配体结合位点识别的配特异性和虚拟筛选效率,可以有效应用于骨关节炎药物发现。该设计使模型能够根据不同配体动态(姿态和位移)调整蛋白质残基的重要性,实现配体感知的残基打分,并将其映射回蛋白质序列复杂三维结构中以修正 P2Rank 等传统工具提供的候选对接口袋排序,并进一步快速且精准地提升蛋白质-配体的自动对接能力