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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119207542B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411219964.5，技术领域涉及：G16B15/20；该发明授权基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法是由杨霖;任宏昭;侯成宇;赫晓东设计研发完成，并于2024-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法在说明书摘要公布了：基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法，属于结构生物学技术领域。为了解决目前蛋白质折叠结构的预测方法存在预测效果不佳的问题。本发明所述基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法是利用水熵力实现蛋白质结构预测；预测是基于蛋白质一级结构预测蛋白质的二级结构和三级结构；水熵力是指氨基残基侧链低熵水合层之间的相互作用吸引力；相互作用吸引力是指低熵水合层的低熵水分子的熵增驱动了氨基酸残基侧链之间的侧向贴合；侧向贴合是指两个残基侧链处于接近平行的状态。本发明用于蛋白质的结构预测。

本发明授权基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法在权利要求书中公布了：1.基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法，其特征在于：所述的预测方法是利用水熵力实现蛋白质结构预测；所述的预测是基于蛋白质一级结构预测蛋白质的二级结构；所述的水熵力是指氨基残基侧链低熵水合层之间的相互作用吸引力； 所述的利用水熵力实现蛋白质结构预测的过程包括： 一、预测前期准备： 首先，对蛋白质一级结构中氨基酸残基侧链赋熵值，所述的熵值为氨基酸残基侧链外围的低熵水合层的熵增潜力的相对度量值； 然后，将赋熵值后蛋白质一级结构中氨基酸残基侧链分成5种残基形式： 微熵增潜力残基：丝氨酸S、苏氨酸T、天冬氨酸D、天冬酰胺N； 亲水残基：组氨酸H、精氨酸R、赖氨酸K、谷氨酸E、谷氨酰胺Q、天冬氨酸D、天冬酰胺N、酪氨酸Y、色氨酸W、丝氨酸S； 转角残基：甘氨酸G、脯氨酸P； 疏水残基：异亮氨酸I、缬氨酸V、亮氨酸L、苯丙氨酸F、酪氨酸Y、色氨酸W、丙氨酸A、蛋氨酸M、半胱氨酸C、组氨酸H； 高熵增潜力残基：异亮氨酸I、缬氨酸V、亮氨酸L、赖氨酸K、精氨酸R、苯丙氨酸F、酪氨酸Y、色氨酸W、丙氨酸A、蛋氨酸M、半胱氨酸C、谷氨酸E、谷氨酰胺Q、组氨酸H； 最后，确定氨基酸残基侧链间优选配对 氨基酸残基侧链间优选配对为多对氨基酸残基侧链之间发生侧向贴合导致多对氨基酸残基侧链低熵水合层的充分熵增，多对氨基酸残基之间的对关系即为所述的氨基酸残基侧链间优选配对； 所述的氨基酸残基侧链间优选配对包括1-45序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对、1-3序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对和1-2序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对； 所述的确定氨基酸残基侧链间优选配对，氨基酸残基侧链间优选配对为： F-F，Q-Q，K-K，E-E，T-T，R-R，A-A，S-S，M-M； M-A，Q-E，T-S，R-E，K-R，E-K，F-Y，W-Y，W-E，R-W，R-Y，K-Y，H-V，D-E，N-E，D-Q，N-Q； Q-RK，IVLF-IVLF，IVLFY-IVLFY，IVL-Y，IVL-K，IVL-R，IVL-A，IVL-W，IVLFY-W，IVL-M，C-MY，M-IVL，AT-DN； 所述的1-45序列位置关系指蛋白质一级结构中氨基酸残基序列的一个残基侧链和另一个残基侧链的序列位置间隔2个或3个的氨基酸残基的关系； 所述的1-3序列位置关系指蛋白质一级结构中氨基酸残基序列的一个残基侧链和另一个残基侧链的序列位置间隔1个氨基酸残基的关系； 所述的1-2序列位置关系指蛋白质一级结构中氨基酸残基序列的一个残基侧链和相邻的另一个残基侧链的序列位置关系； 二、蛋白质二级结构预测： 基于步骤一的残基侧链的序列位置、氨基酸残基分类和熵值，以及残基侧链间优选配对，采用如下过程进行蛋白质二级结构预测： S100、在标记熵值的氨基酸序列下方另起一行，将氨基酸序列中属于高熵增潜力残基的氨基酸残基重复列出，作为高熵增潜力残基连通片段；然后，另起一行，将氨基酸序列中属于微熵残基和转角残基的氨基酸残基重复列出； S200、列出不被阻断的高熵增潜力残基连通片段，将列出的不被阻断的高熵增潜力残基连通片段分别假设为蛋白质二级结构中的α-螺旋或β-折叠： S201、假设高熵增潜力残基连通片段形成α-螺旋，若高熵增潜力残基连通片段中一个残基侧链实现了氨基酸残基侧链间优选配对，在该高熵增潜力残基连通片段的氨基酸残基下方标记为*； S202、假设高熵增潜力残基连通片段形成β-折叠，若高熵增潜力残基连通片段为1-3序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对，则在该高熵增潜力残基连通片段的氨基酸残基下方标记为； S203、对标记的*和进行分析： S2031、若蛋白质一级结构中高熵增潜力残基连通片段均没有标记为-，且该高熵增潜力残基连通片段中超过80%的氨基酸残基标记为*，则预测该高熵增潜力残基连通片段形成α-螺旋； S2032、若蛋白质一级结构中高熵增潜力残基连通片段中标记有-，则预测该高熵增潜力残基连通片段形成β-折叠；若蛋白质一级结构中高熵增潜力残基连通片段中标记的*数量小于该高熵增潜力残基连通片段的氨基酸残基数量的50%，则预测该高熵增潜力残基连通片段形成β-折叠； S300、对S200已经预测为形成α-螺旋的高熵增潜力残基连通片段的两侧的氨基酸侧链进行搜索，若两侧的氨基酸侧链中的氨基酸残基与高熵增潜力残基连通片段中的氨基酸残基存在1-45序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对，则预测1-45序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对形成α-螺旋； S400、对S200假设的预测形成蛋白质二级结构中的α-螺旋或β-折叠进行判定： 分别统计出被预测为α-螺旋和β-折叠的蛋白质一级结构中氨基酸残基的熵增值，比较统计的被预测为α-螺旋的熵值与被预测为β-折叠的熵增值；当二者中相对较大熵增值较另外一个熵增值的数值大于20%，则以二者中相对较大熵值的预测结果判定为最终预测结果；当二者中相对较大熵增值较另外一个熵增值的数值小于20%，则判定S200假设的预测形成蛋白质二级结构中的α-螺旋或β-折叠作为一种潜在的结果； 其中，β-折叠的熵增值统计方法：蛋白质一级结构中存在1-3序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对，将该优选配对中的氨基酸残基的熵值作为熵增值； α-螺旋的熵增值统计方法：蛋白质一级结构中存在1-45序列位置关系的氨基酸残基侧链间优选配对，将该优选配对中的氨基酸残基的熵值作为熵增值； S500、若蛋白质一级结构中未被预测为α-螺旋的高熵增潜力残基连通片段中存在连续两个微熵增潜力氨基酸残基，则预测该两个氨基酸残基形成转角，并标记为T； 蛋白质一级结构中连续相邻的4个及以上亲水氨基酸残基片段被名为“连续亲水残基片段”；若蛋白质一级结构中未被预测为α-螺旋的高熵增潜力残基连通片段中存在数量大于7个氨基酸残基的片段中，微熵增潜力残基和或转角残基和或氨基酸残基A和或连续亲水残基片段中残基的数量占该数量大于7个氨基酸残基的片段的数量大于等于50%，则预测该数量大于7个氨基酸残基的片段形成无规则卷曲，并作为一种潜在的预测结果； S600、蛋白质一级结构中由连续5个或5个以上亲水氨基酸残基组成的片段，若该片段已经被预测为高熵增潜力残基连通片段，则将该连续5个或5个以上亲水氨基酸残基组成的片段预测形成无规则卷曲，并作为一种潜在的预测结果，即完成所述的基于残基侧链低熵水合层之间相互吸引关系的蛋白质结构预测方法； S200在确定不被阻断的高熵增潜力残基连通片段的过程中，首先在序列中找出由连续高熵增潜力残基相邻组成的片段，命名原始的“高熵增潜力残基连通片段”，然后确定不阻断高熵增潜力残基连通片段的非高熵增潜力残基，进而确定不被阻断的高熵增潜力残基连通片段，具体包括： （1）当两个高熵增潜力残基间只间隔一个氨基酸残基S或T，S或T残基参与组成不被阻断的高熵增潜力残基连通片段； （2）当氨基酸序列的两个高熵增潜力残基间只间隔一个孤立的N、D或G残基时，且跨过D、N或G存在1-3或1-45关系的I、V、L、F、Y之间的高熵配对，则认为D、N或G参与组成不被阻断的高熵增潜力残基连通片段； （3）当多肽链的氨基酸序列中出现S、T、N、D、G中任意一个氨基酸残基，其和另一个S、T、N、D、G中任意一个氨基酸残基存在相邻关系时，查看跨过这两个相邻的氨基酸残基存在的1-45序列位置关系，当1-45位置上的两个氨基酸残基都为I、V、L、F、Y残基的一种，同时保证其中至少一个氨基酸残基是I、V或L，则预测这两个相邻的氨基酸残基参与组成不被阻断的高熵增潜力残基连通片段； （4）当多肽链的氨基酸序列中出现P残基时，且P残基不与D或N残基处于1-2或1-3的序列位置关系，当跨过P存在1-45序列位置关系，且1-45上的氨基酸残基为I、V、L、F，则预测P残基参与组成不被阻断的高熵增潜力残基连通片段； （5）当多肽链氨基酸序列中出现存在一个G或A残基，如果在G或A残基所在序列中的一侧可以找到一个与所述G或A残基形成1-45序列位置关系的氨基酸残基是I、V、L残基的一种，且在所述G或A残基所在序列中的另一侧也可以找到一个与所述G或A残基形成1-45序列位置关系的氨基酸残基是I、V、L、A残基的一种时，如果在I、V、L残基之间存在不与其他微熵残基或转角残基相邻的单个的D、N、G或P残基，或存在两个相邻的S、T、N、D残基时，则预测这些单个的D、N、G或P残基或两个相邻的S、T、N、D、G残基参与组成不被阻断的高熵增潜力残基连通片段。

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