生命体系中等位基因竞争性反应QM/MM方法

摘要

本发明涉及一种判断生命体系致病基因反应速率算法，具体为一种生命体系中等位基因竞争性反应QM/MM方法。（1）从蛋白质、核酸等数据库下载相应的分子晶体结构文件，从中选择若个比较合理的分子结构，（2）先用Tinker程序计算MM部分的能量、电荷以及能量梯度，（3）用Gaussian98程序对QM部分进行优化，（4）用tinker中的Newton程序对MM部分进行构型的优化，（5）选取合适的反应坐标，（6）得到了反应路径，进行计算。通过应用本发明中提出的计算方法，可以为诸如镰刀形红细胞贫血症等基因疾病找到合适的治疗方案，即寻找使致病基因不能发生反应或者反应速率慢于正常基因的条件。这对医学是非常有意义的。

主权项

一种生命体系中等位基因竞争性反应QM/MM方法，步骤是：（1）从蛋白质、核酸等数据库下载相应的分子晶体结构文件，从中选择若个比较合理的分子结构，对每一个分子进行下一步骤计算；（2）先用Tinker程序计算MM部分的能量、电荷以及能量梯度；（3）用Gaussian98程序对QM部分进行优化，在这个优化过程中MM部分是固定不动的，并且这个过程中Yps原子用F原子来表示，它的赝势场目前只有3‑21G*和6‑31G*两个基组下的参数；（4）用tinker中的Newton程序对MM部分进行构型的优化，同样在这个过程中QM部分是固定不动的，循环进行上述三个过程直到系统总的能量以及RMSD (均方根偏差)均收敛为止，其中RMSD的计算表达式如下:；（5）选取合适的反应坐标，反应坐标可以是两个原子间的距离、两组原子的距离差、三个原子间的夹角以及四个原子间的二面角等参数，反应坐标确定后,就可以对反应路径进行研究，在这个过程中对反应坐标上的每一个构型都要进行上述（2）～（4）步骤的优化；在优化的过程中为了让反应坐标稳定在预先设定的某个值上，必须在体系的能量函数中引入约束能这一能量项，它的表达式如下：其中，k为力常数，R为反应坐标，s为反应坐标变化的步长，这样做的目的就是迫使分子体系向预定反应路径的方向进行优化，通过如上的步骤就可以得到整个反应路径的能量‑反应坐标曲线；（6）得到了反应路径，就相当于掌握了反应的整个过程，就可以对这个反应路径进行一系列的计算。