一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法和设备

文档序号:45044328发布日期:2026-03-27 22:47阅读:6来源:国知局

本发明属于抑制肽筛选,特别涉及一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法和设备。


背景技术:

1、高尿酸血症是嘌呤代谢异常导致血尿酸水平升高的一类代谢性疾病,是痛风及多种代谢综合征的重要诱因。黄嘌呤氧化酶(xod:xanthine oxidoreductase)作为尿酸生成过程中的关键限速酶,是当前降尿酸药物研发的重要靶点。临床药物如别嘌呤醇和非布司他虽能有效抑制黄嘌呤氧化酶活性,但仍存在皮疹、肝毒性及心血管风险等安全性问题。因此,从食源性蛋白中寻找更安全的天然黄嘌呤氧化酶抑制肽成为当前研究热点。

2、现有活性肽筛选技术多基于虚拟酶解、分子对接以及结合能相关的活性预测方法。例如,有技术通过对蛋白底物进行虚拟酶解,结合分子对接计算的结合能,并利用少量ic50数据构建线性模型推测潜在活性肽,其中ic50为半抑制浓度。然而,此类方法通常存在以下不足:(1)结合能与真实生物活性之间的相关性有限,易受多种因素影响;(2)训练标签多来自推算值而非实验测定,影响模型泛化能力;(3)线性模型难以表征复杂的结构—活性关系,从而限制了预测精度。

3、绵羊乳蛋白具有区别于牛乳的氨基酸组成与肽段释放特征,被认为是潜在的重要功能性肽来源。然而,目前针对绵羊乳来源肽段的精确黄嘌呤氧化酶抑制肽筛选方法仍较为缺乏,相关技术尚不能有效支持高效、精准的活性预测。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法和设备。可实现对大量肽段的快速筛选,大幅降低实验成本。

2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法,包括以下步骤:

4、获取具有黄嘌呤氧化酶抑制活性的第一肽段作为阳性样本,获取无黄嘌呤氧化酶抑制活性的第二肽段作为阴性样本;并对第一肽段和第二肽段均进行活性标注;

5、采用氨基酸理化性质描述符,对第一肽段和第二肽段均进行量化编码,生成表征肽段理化性质的初始特征矩阵,将初始特征矩阵进行池化运算获得定长肽段特征向量;

6、以定长肽段特征向量作为输入特征,以活性标注作为输出标签训练集成学习分类模型得到训练完成的黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型;

7、将待筛选的候选肽段集合量化编码后输入至所述黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型中获得各候选肽段的抑制活性预测概率;依据预设的活性概率阈值,从所述候选肽段集合中筛选出高置信度的黄嘌呤氧化酶抑制肽候选序列。

8、本发明还提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选设备,包括至少一个处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时实现所述的一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法。

9、
技术实现要素:
中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:

10、本发明提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法和设备,该方法包括以下步骤:获取具有黄嘌呤氧化酶抑制活性的第一肽段作为阳性样本,获取无黄嘌呤氧化酶抑制活性的第二肽段作为阴性样本;并对第一肽段和第二肽段均进行活性标注;采用氨基酸理化性质描述符,对第一肽段和第二肽段均进行量化编码,生成表征肽段理化性质的初始特征矩阵,将初始特征矩阵进行池化运算获得定长肽段特征向量;以定长肽段特征向量作为输入特征,以活性标注作为输出标签训练集成学习分类模型得到训练完成的黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型;将待筛选的候选肽段集合量化编码后输入至黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型中获得各候选肽段的抑制活性预测概率;依据预设的活性概率阈值,从候选肽段集合中筛选出高置信度的黄嘌呤氧化酶抑制肽候选序列。基于一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法,还提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选设备。本发明可快速对大量候选肽段进行预测,快速获得高置信度候选序列,大幅减少实验筛选的工作量与成本。


技术特征:

1.一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,判断所获取的肽段是否具有活性的方法为:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用氨基酸理化性质描述符,对第一肽段和第二肽段均进行量化编码,生成表征肽段理化性质的初始特征矩阵,具体为:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述氨基酸理化性质描述符为vhse描述符;

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将初始特征矩阵进行池化运算获得定长肽段特征向量,具体为:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述集成学习分类模型为梯度提升决策树模型;

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:通过交叉验证优化catboost模型参数,得到训练完成的黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型;具体为:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述性能评估指标为受试者工作特征曲线下面积;所述优化策略为网格搜索、随机搜索或贝叶斯优化。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,待筛选的候选肽段集合获取的方式包括:

10.一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选设备,包括至少一个处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时实现如权利要求1至9中任意一项所述的一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法。


技术总结
本发明提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选方法和设备,该方法包括:获取具有黄嘌呤氧化酶抑制活性的第一肽段为阳性样本,无活性的第二肽段为阴性样本;并分别进行活性标注;采用氨基酸理化性质描述符,对两种肽段量化编码生成初始特征矩阵,将该矩阵进行池化运算获得定长肽段特征向量;以定长肽段特征向量为输入,活性标注为输出训练集成学习分类模型得到黄嘌呤氧化酶抑制肽预测模型;将候选肽段集合量化编码后输入至该预测模型中获得抑制活性预测概率;并从候选肽段集合中筛选出高置信度的黄嘌呤氧化酶抑制肽候选序列。基于该方法,还提出了一种黄嘌呤氧化酶抑制肽的筛选设备。本发明可快速对大量候选肽段进行预测,获得高置信度候选序列。

技术研发人员:孙洪兆,张太,王艺雅,陈延儒,史远,朱睿斌,王明录,刘建辉,秦岳,易华西,李方涵
受保护的技术使用者:齐鲁师范学院
技术研发日:
技术公布日:2026/3/26
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