一种分子对接方式的确定方法及相关装置与流程

本发明属于量子计算，特别是一种分子对接方式的确定方法及相关装置。

背景技术：

1、分子对接是一种计算模拟方法，通过模拟分子间的相互作用，帮助研究人员理解分子间的结合机制，从而为药物设计、药物筛选以及生物分子功能研究提供重要的理论支持，分子对接问题主要是研究两个或多个分子之间如何相互作用并结合在一起的问题，在生物化学和药物设计等领域至关重要。

2、分子对接问题主要是研究两个或多个分子之间如何相互作用并结合在一起的问题，在生物化学和药物设计等领域非常重要，例如在药物设计中，需要研究药物分子(配体)如何与生物靶标分子(如蛋白质、核酸等)结合，通过分子对接可以预测配体分子与靶标分子结合的结合位点、结合模式以及结合亲和力等信息，从而帮助设计出更有效、更特异性的药物分子，提高药物的疗效并降低副作用，在现有技术中，寻找最佳结合位置通常采用以下几种方法，系统搜索法通过改变每个扭转角评估所有可能的结合构象，进而选取能量最低的，非系统搜索法包括分子动力学方法、随机搜索、遗传算法、距离几何算法等，在现有的确定分子对接方式的计算方法中，由于其分子对接方式的空间量巨大致其计算量存在一定的困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种分子对接方式的确定方法及相关装置，旨在高效地确定受体蛋白和药物小分子的最佳结合位置。

2、本发明的一个实施例提供了一种分子对接方式的确定方法，所述方法包括：

3、分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征，作为受体蛋白的第一特征和药物小分子的第一特征；

4、对所述受体蛋白的第一特征和所述药物小分子的第一特征，分别进行量子傅里叶变换，获得受体蛋白的第二特征和药物小分子的第二特征；

5、对所述受体蛋白的第二特征和所述药物小分子的第二特征，进行特征交互操作，得到交互后的特征；

6、将所述交互后的特征进行量子傅里叶逆变换操作，获得量子傅里叶逆变换操作的结果，作为受体蛋白和药物小分子的匹配位置的打分；

7、通过匹配位置的打分的最小值，确定最佳结合位置。

8、可选的，所述分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征，作为受体蛋白的第一特征和药物小分子的第一特征，包括：

9、通过受体蛋白对应的等变神经网络，对受体蛋白的三维结构进行特征提取，得到受体蛋白的第一特征；

10、通过药物小分子对应的等变神经网络，对药物小分子的三维结构和原子类型进行特征提取，获得药物小分子的第一特征。

11、可选的，所述通过受体蛋白对应的等变神经网络，对受体蛋白的三维结构进行特征提取，得到受体蛋白的第一特征，包括：

12、获得表征受体蛋白的图，其中，表征受体蛋白的图的节点代表受体蛋白的原子类型，边代表原子之间由三维坐标确定的相对距离；

13、通过受体蛋白对应的等变图神经网络，对表征受体蛋白的图进行特征提取，得到受体蛋白的第一特征。

14、可选的，所述对所述受体蛋白的第二特征和所述药物小分子的第二特征，进行特征交互操作，得到交互后的特征，包括：

15、分别对受体蛋白的第二特征和药物小分子的第二特征，进行特征对应相乘，得到相乘结果作为交互后的特征。

16、可选的，所述分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征之前，所述方法还包括：

17、对训练数据中的药物小分子的三维结构进行线性变换；

18、利用线性变换后的三维结构，对药物小分子对应的等变图神经网络进行训练。

19、可选的，所述线性变换包括对药物小分子在受体蛋白的活性口袋内的三维结构的平移变换和/或旋转变换。

20、可选的，所述通过匹配位置的打分的最小值，确定最佳结合位置，包括：

21、利用匹配位置的打分中最小打分，确定药物小分子相对活性口袋的移动距离；

22、利用所述移动距离和所述活性口袋中心坐标，确定所述药物小分子的三维坐标，作为最佳结合位置。

23、本发明的又一实施例提供了一种分子对接方式的确定装置，所述装置包括：

24、第一特征获得单元，用于分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征，作为受体蛋白的第一特征和药物小分子的第一特征；

25、第二特征获得单元，用于对所述受体蛋白的第一特征和所述药物小分子的第一特征，分别进行量子傅里叶变换，获得受体蛋白的第二特征和药物小分子的第二特征；

26、特征交互单元，用于对所述受体蛋白的第二特征和所述药物小分子的第二特征，进行特征交互操作，得到交互后的特征；

27、打分获得单元，用于将所述交互后的特征进行量子傅里叶逆变换操作，获得量子傅里叶逆变换操作的结果，作为受体蛋白和药物小分子的匹配位置的打分；

28、位置确定单元，用于通过匹配位置的打分的最小值，确定最佳结合位置。

29、本发明的又一实施例提供了一种电子设备，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，执行上述任一实施例中所述的方法。

30、本发明的又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，执行上述任一实施例中所述的方法。

31、本发明的又一实施例提供了一种量子计算机操作系统，所述量子计算机操作系统根据上述任一实施例中所述的方法实现分子对接方式的确定。

32、与现有技术相比，本发明首先分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征，作为受体蛋白的第一特征和药物小分子的第一特征；然后对所述受体蛋白的第一特征和所述药物小分子的第一特征，分别进行量子傅里叶变换，获得受体蛋白的第二特征和药物小分子的第二特征；其次对所述受体蛋白的第二特征和所述药物小分子的第二特征，进行特征交互操作，得到交互后的特征；接着将所述交互后的特征进行量子傅里叶逆变换操作，获得量子傅里叶逆变换操作的结果，作为受体蛋白和药物小分子的匹配位置的打分；最后通过匹配位置的打分的最小值，确定最佳结合位置；本申请通过对提取到的第一特征引入量子傅里叶变换，从而加速特征的提取过程，进而获得第二特征，通过对第二特征使用量子傅里叶逆变换，能够更快地完成特征交互操作，得到相应的匹配位置打分，加快最佳对接方式的确定。

1.一种分子对接方式的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征，作为受体蛋白的第一特征和药物小分子的第一特征，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过受体蛋白对应的等变神经网络，对受体蛋白的三维结构进行特征提取，得到受体蛋白的第一特征，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述受体蛋白的第二特征和所述药物小分子的第二特征，进行特征交互操作，得到交互后的特征，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别提取受体蛋白的三维结构和药物小分子的三维结构特征之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述线性变换包括对药物小分子在受体蛋白的活性口袋内的三维结构的平移变换和/或旋转变换。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过匹配位置的打分的最小值，确定最佳结合位置，包括：

8.一种分子对接方式的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

10.一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程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，执行如权利要求1-7所述的方法。

11.一种量子计算机操作系统，其特征在于，所述量子计算机操作系统根据权利要求1-7任一项所述的方法实现分子对接方式的确定。