【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能医疗领域，更具体地，涉及一种计算peg修饰位点修饰率的方法、设备、介质和程序产品。
技术介绍
1、重组蛋白是生物药物的重要大类，在临床上被广泛应用，如重组人促红素(epo)等。重组蛋白入药有许多优点，如其组成成分与人体组成成分相同，产生与人体内固有物质相似的作用等，但同时也有一些缺点，如半衰期短，具有一定免疫原等，为解决这些问题，对部分生物药物进行了再开发，其中聚乙二醇(polyethylene glycol，peg)化是主要的方向之一。
2、peg的基本结构为h-(och2ch2)n-oh，该化合物水溶性好、不挥发、无味、不带电荷和免疫原性弱等特点。
3、活化后的peg可以与重组蛋白药物表面的自由氨基共价连接，不同重组蛋白的连接位点具有不同的效率，即各位点的修饰率不同。作为药物需要对修饰后的蛋白各位点的修饰率进行质量控制和检测。现有技术中其他蛋白酶水解重组蛋白和peg后重组蛋白，分析n端肽段缺失比例，对定点修饰在n末端的重组蛋白较为有效，缺点是不能分析其他位点的修饰情况。现有技术可以对重组蛋白和peg后重组蛋白进行定量后荧光胺显色，可以分析peg总体修饰率，缺点是不能分析其他位点的修饰情况。
技术实现思路
1、为解决对修饰后的蛋白各位点的修饰率进行质量控制和检测问题，本专利技术提供一种计算peg修饰位点修饰率的方法，采用了lys-c酶水解重组蛋白和peg单修饰重组蛋白，分别进行高效液相分析，通过对结构确证过的各峰面积积分和相对峰面积折算，
2、本申请(第一方面)公开一种计算peg修饰位点修饰率的方法，包括：
3、s101：获取重组蛋白和peg单修饰重组蛋白的酶切肽段的解析数据和修饰位点，所述解析数据为在n个所述修饰位点酶切肽段后得到的n个肽段的百分比数据；
4、s102：基于重组蛋白的解析数据和peg单修饰重组蛋白的解析数据计算各peg修饰位点的修饰率，所述计算依据为：peg单修饰重组蛋白的解析数据相比重组蛋白的解析数据的同一肽段百分比的降低比例为所述同一肽段两端修饰位点的修饰率之和。
5、进一步，所述计算为在大小为101n的解空间中搜索得到最优解，所述最优解表示所述各peg修饰位点的修饰率；
6、可选的，重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比表示为ki，peg单修饰重组蛋白的解析数据中对应的肽段的百分比表示为kpi，其中，i∈[1,n]；
7、可选的，所述计算首先在解空间中产生符合的子解空间，在子解空间中迭代搜索得到使误差最小的最优解，其中，所述误差基于所述计算依据得到，误差表示为所有肽段残差平方之和，其中任一肽段残差为peg单修饰重组蛋白的解析数据相比重组蛋白的解析数据的同一肽段百分比的降低比例与所述同一肽段两端修饰位点的修饰率之和的差值。
8、进一步，所述计算依据的公式表示为：
9、
10、其中，xi表示peg能修饰的第i个位点的修饰率，n表示peg能修饰的位点的总数目，ki表示重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；kpi表示peg单修饰重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；
11、可选的，所述误差为最小二乘法的误差，所述最小二乘法的误差基于所述计算依据得到，公式表示为：
12、
13、其中，mse表示最小二乘法的误差，xi表示peg能修饰的第i个位点的修饰率，n表示peg能修饰的位点的总数目，ki表示重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；kpi表示peg单修饰重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；xn表示peg能修饰的最后一个位点的修饰率，kn表示重组蛋白的解析数据中最后一个肽段的百分比数据；kpi表示peg单修饰重组蛋白的解析数据中最后一个肽段的百分比数据；
14、可选的，所述误差包括最小二乘法的误差和全部修饰位点总体误差；
15、可选的，所述误差表示为：
16、
17、其中，loss表示迭代搜索的误差，mse表示最小二乘法误差，λ表示全部修饰位点总体误差的系数；xi表示peg能修饰的第i个位点的修饰率，n表示peg能修饰的位点的总数目，ki表示重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；kpi表示peg单修饰重组蛋白的解析数据中第i个肽段的百分比数据；xn表示peg能修饰的最后一个位点的修饰率，kn表示重组蛋白的解析数据中最后一个肽段的百分比数据；kpi表示peg单修饰重组蛋白的解析数据中最后一个肽段的百分比数据。
18、进一步，所述在解空间中产生符合的子解空间，在子解空间中迭代搜索得到使最小二乘法误差最小的最优解的具体步骤包括：首先以正向搜索的嵌套循环产生符合的解，对产生的解计算误差，如果未达到迭代停止条件，则判断解中对误差贡献最大的位点进行优先迭代更新，使更新后的解快速趋近基本合理的解；对所述基本合理的解的邻域范围进行精确搜索得到所述最优解；一个解表示为(x1,x2,x3,…,xi,…,xn)，其中，i∈[1,n]，xi表示第i个位点上的修饰率，所述正向搜索是对x1的循环在最外层，依次向内循环x2,…,xn从而搜索所述子解空间；
19、进一步，所述正向搜索的具体步骤包括：正向搜索所述子解空间，基于当前解计算得到当前误差，并与保存的最小误差比较，如果当前误差小于最小误差，更新全局最优解为当前解；计算当前解中的外层修饰率对误差贡献最大的位点，首先更新所述贡献最大的位点的修饰率得到更新的解，使用更新的解计算得到更新的误差，并与保存的最小误差比较，循环迭代后得到正向搜索的基本合理的解，所述外层修饰率包括(x1,x2,…,xk,…,xhalf),表示向下取整函数；
20、可选的，对所述基本合理的解的邻域范围进行精确搜索得到所述最优解的步骤包括：以所述基本合理的解为基准生成局部解空间，对所述局部解空间进行反向搜索得到所述最优解，所述反向搜索是以对xn的循环在最外层，依次向内循环xn-1,…,x1；迭代过程中，如果当前解计算得到的当前误差小于最小误差，则更新局部最优解为当前解；依次循环迭代直至完成反向搜索得到局部最优解为所述最优解，所述最优解的各个解表示各位点修饰率。
21、进一步，基于当前解更新得到更新的解时，判断对均方误差贡献最大的解xi，更新xi得到更新的解x′i,使用更新的解x′i替换解中的解xi得到更新的解；
22、可选的，更新xi的过程表示为：
23、x′i＝xi+α
24、其中，α表示更新的步长；
25、可选的，所述酶切为使用lys-c蛋白酶水解进行酶切；
26、可选的，所述正向搜索时第i个位点的修饰率上限为
27、
28、其中，ni表示第i个位点的遍历上限，修饰率和为1，ε表示修饰率和的扩展搜索范围；
29、可选的，所述正向搜索时第i个位点的修饰率上限为
【技术保护点】
1.一种计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述计算为在解空间中搜索得到最优解，所述最优解的各个值表示所述各PEG修饰位点的修饰率；
3.根据权利要求1所述的计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述计算依据的公式表示为：
4.根据权利要求2所述的计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述在解空间中产生符合的子解空间，在子解空间中迭代搜索得到使最小二乘法误差最小的最优解的具体步骤包括：首先以正向搜索的嵌套循环产生符合的解，对产生的解计算误差，如果未达到迭代停止条件，则判断解中对误差贡献最大的位点进行优先迭代更新，使更新后的解快速趋近基本合理的解；对所述基本合理的解的邻域范围进行精确搜索得到所述最优解；一个解表示为(x1,x2,x3,…,xi,…,xn)，其中，i∈[1,n]，xi表示第i个位点上的修饰率，所述正向搜索是对x1的循环在最外层，依次向内循环x2,…,xn从而搜索所述子解空间。
5.根据权利要求4
6.根据权利要求5所述的计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，基于当前解更新得到更新的解时，判断对均方误差贡献最大的解xi，更新xi得到更新的解x′i,使用更新的解x′i替换解中的解xi得到更新的解；
7.根据权利要求1所述的计算PEG单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述重组蛋白为EPO，所述PEG单修饰重组蛋白为PEG-EPO，所述n为9，9个修饰位点分别为N-末端α-氨基及第20、45、52、97、116、140、152和154位赖氨酸侧链氨基，以mn、m20、m45，m52，m97，m116，m140，m152，m154表示所述9个修饰位点的修饰率，则计算依据表示为：
8.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种计算peg单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的计算peg单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述计算为在解空间中搜索得到最优解，所述最优解的各个值表示所述各peg修饰位点的修饰率；
3.根据权利要求1所述的计算peg单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述计算依据的公式表示为：
4.根据权利要求2所述的计算peg单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述在解空间中产生符合的子解空间，在子解空间中迭代搜索得到使最小二乘法误差最小的最优解的具体步骤包括：首先以正向搜索的嵌套循环产生符合的解，对产生的解计算误差，如果未达到迭代停止条件，则判断解中对误差贡献最大的位点进行优先迭代更新，使更新后的解快速趋近基本合理的解；对所述基本合理的解的邻域范围进行精确搜索得到所述最优解；一个解表示为(x1,x2,x3,…,xi,…,xn)，其中，i∈[1,n]，xi表示第i个位点上的修饰率，所述正向搜索是对x1的循环在最外层，依次向内循环x2,…,xn从而搜索所述子解空间。
5.根据权利要求4所述的计算peg单修饰重组蛋白修饰率的方法，其特征在于，所述正向搜索的具体步骤包括：正向搜索所述子解空间，基于当前解计算得到当前误差，并与保存的最小误差比较，如果当前误差小于最小误差，更新全局最优解为当前解；计算当前解中的外层修饰率对误差贡献最大的位点，首先更新所述贡献最大的位点的修饰率得到更...
【专利技术属性】
技术研发人员：史新昌，陶磊，李响，秦玺，于雷，毕华，王光裕，裴德宁，范文红，周勇，梁成罡，
申请(专利权)人：中国食品药品检定研究院国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心，中国药品检验总所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。