【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酶热稳定性，尤其涉及一种酶热稳定性突变体预测方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、酶作为生命体内化学反应的催化剂，在长期进化或人工选择中获得了高催化活性、高区域与立体选择性等众多特性，酶在自然科学研究和生物医药、工业、农业等重要领域有着广泛应用，然而，大部分酶在高温条件下容易失活或降解，限制了它们的应用范围和应用效率，因此，改造酶的热稳定性成为提高酶的应用价值的重要策略之一。
2、酶的结构与其功能密切相关，研究酶的结构不但可以揭示酶的催化机制，同时也可以发现一些影响酶稳定性的结构特征。通过深入了解酶的结构和功能之间的关系，可以针对性地对酶的热稳定性进行改造。在确定酶结构的情况下，可以通过对蛋白序列进行突变，计算蛋白整体结构稳定性变化，预测蛋白的潜在热稳定性突变位点。现有较为经典的酶热稳定性提升预测工具是modeller，深度学习算法esm也可以通过一级序列预测突变体对酶热稳定性的影响；现有方案对酶热稳定性突变体的预测的准确度均不高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种酶热稳定性突变体预测方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中对酶热稳定性突变体的预测的准确度不高的技术问题。
2、本专利技术的技术方案如下，提供了一种酶热稳定性突变体预测方法，包括：
3、对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构；
4、利用第三
5、利用第二突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变，获取所述符合第二预设条件的突变体在突变前后蛋白的折叠自由能差，根据所述折叠自由能差筛选出符合第二预设条件的突变体；
6、利用第三突变稳定性变化预测工具，对所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构执行分子动力学模拟，获取所述符合第三预设条件的突变体在突变前后蛋白的rmsd数值差，根据所述rmsd数值差筛选出符合第三预设条件的突变体；
7、根据所述符合第三预设条件的突变体确定酶热稳定性的突变体。
8、进一步地，所述对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构，包括：
9、将候选蛋白序列输入至预设构象预测模型中，利用预设构象预测模型对所述候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，对plddt评分最高的所述蛋白三维结构进行短时分子动力学模拟，以优化酶蛋白侧链构象，去除残基间冲突，得到最优蛋白三维结构。
10、进一步地，所述预设构象预测模型包括alphafold2模型。
11、进一步地，对所述最优蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行分子动力学模拟，获得所有位点在蛋白中的rmsf值，根据所述rmsf值筛选出符合第一预设条件的突变位点，包括：
12、将最优蛋白三维结构以及对应的蛋白序列，使用gromacs进行分子动力学模拟，利用动力学模拟方法对所述最优蛋白三维结构进行rmsf计算，获得所有位点在蛋白中的rmsf值，选取所述rmsf值大于预设阈值的位点作为突变位点。
13、进一步地，利用第二饱和突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变，包括：
14、将所述符合第一预设条件的突变位点对应的酶蛋白三维结构以及对应的蛋白序列输入至foldx、rosetta-cartesian_ddg、i mutant2.0中，利用所述foldx、rosetta-cartesian_ddg、i mutant2.0对所述符合第一预设条件的突变位点对应的酶蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变。
15、进一步地，利用第三突变稳定性变化预测工具，对所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构执行分子动力学模拟，包括：
16、将所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构执行分子动力学模拟，利用分子动力模拟学方法对所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行动力学计算，计算突变前后的rmsd数值差。
17、本专利技术的另一技术方案如下，提供了一种酶热稳定性突变体预测装置，包括蛋白三维结构筛选模块、第一突变位点筛选模块、第二突变体筛选模块、第三突变体筛选模块；
18、所述蛋白三维结构筛选模块，用于对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构；
19、所述第一突变位点筛选模块，用于利用第一突变稳定性变化预测工具，对所述最优蛋白三维结构执行分子动力学模拟，获得所有位点在突变前后蛋白的rmsf值，根据所述rmsf值筛选出符合第一预设条件的突变位点；
20、所述第二突变体筛选模块，用于利用第二突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变，获取所述符合第二预设条件的突变体在突变前后蛋白的折叠自由能差，根据所述折叠自由能差筛选出符合第二预设条件的突变体；
21、所述第三突变体筛选模块，用于利用第三突变稳定性变化预测工具，对所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构执行分子动力学模拟，获取所述符合第三预设条件的突变体在突变前后蛋白的rmsd数值差，根据所述rmsd数值差筛选出符合第三预设条件的突变体；
22、本专利技术的另一技术方案如下，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项技术方案所述的酶热稳定性突变体预测方法。
23、本专利技术的另一技术方案如下，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，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项技术方案所述的酶热稳定性突变体预测方法。
24、本专利技术的有益效果在于：对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构；利用第一突变稳定性变化预测工具，对所述最优蛋白三维结构执行分子动力学模拟，获得所有位点在突变前后蛋白的rmsf值，根据所述rmsf值筛选出符合第一预设条件的突变位点；利用第二突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变，获取所述符合第二预设条件的突变体在突变前后蛋白的折叠自由能差，根据所述折叠自由能差筛选出符合第二预设条件的突变体；利用第三突变稳定性变化预测工具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，所述对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构，包括：
3.根据权利要求2所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，所述预设构象预测模型包括alphafold2模型。
4.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，对所述最优蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行分子动力学模拟，获得所有位点在蛋白中的RMSF值，根据所述RMSF值筛选出符合第一预设条件的突变位点，包括：
5.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，利用第二饱和突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对应的蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行饱和突变，包括：
6.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，利用第三突变稳定性变化预测工具，对所述符合第二预设条件的突变体对应的蛋白三维结构执行分子动力学模拟
7.一种酶热稳定性突变体预测装置，其特征在于，包括蛋白三维结构筛选模块、第一突变位点筛选模块、第二突变体筛选模块、第三突变体筛选模块；
8.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的酶热稳定性突变体预测方法。
9.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的酶热稳定性突变体预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，所述对候选蛋白序列的结构进行预测，得到所述蛋白序列对应的蛋白三维结构，根据plddt评分最高的所述蛋白三维结构得到最优蛋白三维结构，包括：
3.根据权利要求2所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，所述预设构象预测模型包括alphafold2模型。
4.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，对所述最优蛋白三维结构以及对应的蛋白序列执行分子动力学模拟，获得所有位点在蛋白中的rmsf值，根据所述rmsf值筛选出符合第一预设条件的突变位点，包括：
5.根据权利要求1所述的酶热稳定性突变体预测方法，其特征在于，利用第二饱和突变稳定性变化预测工具，对所述符合第一预设条件的突变位点对...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘诗梦，武昊，陈贤情，
申请(专利权)人：嘉兴欣贝莱生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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