34、蛋白质结合补丁形状匹配与比较算法研究

蛋白质结合补丁形状匹配与比较算法研究

1. 形状匹配策略相关处理

在形状匹配过程中，会涉及到一些图和树的转换操作：
- 图转森林 ：若连通分量有多个根节点，保留尺寸最大的作为根，其他断开成为单节点树。
- 森林转树 ：若森林中有一棵占主导地位的树，则仅保留这棵树。
- 树转有序树 ：将给定节点的后代按尺寸从小到大排序，得到的树称为有序树。

与基于中轴的形状匹配方法相比，本文方法在离散环境下工作，直接针对拓扑和几何噪声，且匹配粒度为单元格而非最大球，提供了更精细的匹配粒度。

2. 蛋白质复合物结合补丁的壳化概述

2.1 溶剂可及模型

分子复合物的范德华模型由每个原子对应一个球组成，溶剂可及模型是将所有原子按水探针半径（$r_w = 1.4\mathring{A}$）增大。溶剂可及表面（SAS）是这些球所占据体积的边界，它是一个由 0 - 2 维单元格组成的单元格复合体。其中，2 维单元格是球形多边形（帽），1 维单元格是圆弧，不同维度单元格相交有特定规则。该复合体用半边数据结构（HDS）编码，每个圆弧对应两个半边。

2.2 结合补丁及其壳化

确定蛋白质复合物的界面原子后，计算壳化森林/树对每个伙伴需要三个主要步骤：
1. 计算代表伙伴 SAS 的单元格复合体。
2. 计算界面原子的壳化顺序（SO）。初始化时，若球形帽属于界面原子且有一个相邻帽属于非界面原子，则其 SO 为零。
3. 构建壳、壳化图和壳化森林/树。