申请/专利权人：中国科学院深圳先进技术研究院

申请日：2020-11-12

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112435715B

主分类号：G16B40/00

分类号：G16B40/00;G16B50/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.03.19#实质审查的生效;2021.03.02#公开

摘要：本申请适用于数据处理技术领域，提供了一种代谢路径预测方法、装置、终端设备及存储介质，包括：获取待预测代谢路径的起始分子和终止分子；获取分子连接关系图；根据所述分子连接关系图，获取至少一个目标分子；根据所述起始分子、所述终止分子和所述至少一个目标分子，获取从所述起始分子到所述终止分子的代谢路径。通过本申请可提高代谢路径的预测效率，降低预测成本。

主权项：1.一种代谢路径预测方法，其特征在于，所述代谢路径预测方法包括：获取待预测代谢路径的起始分子和终止分子；获取分子连接关系图，所述分子连接关系图表示至少两个代谢反应中分子之间的连接关系，所述分子连接关系图中的结点表示分子，所述分子连接关系图中的有向边表示该有向边的起始结点通过代谢反应转化为终止结点；根据所述分子连接关系图，获取至少一个目标分子，所述至少一个目标分子是指从所述起始分子到所述终止分子的过程中途径的分子；根据所述起始分子、所述终止分子和所述至少一个目标分子，获取从所述起始分子到所述终止分子的代谢路径；其中，所述根据所述分子连接关系图，获取至少一个目标分子包括：将所述起始分子作为参考分子；检测从所述分子连接关系图中是否获取到所述参考分子的邻居分子，所述邻居分子是指在所述分子连接关系图中与所述参考分子通过有向边相连，且是该有向边的终止结点的分子；若从所述分子连接关系图中获取到的邻居分子的数量为一个，则确定该邻居分子为与所述参考分子相邻的目标分子；若从所述分子连接关系图中获取到的所述邻居分子的数量为至少两个，则从至少两个邻居分子中，获取与所述参考分子相邻的目标分子；检测所述目标分子是否为所述终止分子；若所述目标分子不是所述终止分子，则判断返回执行所述检测从所述分子连接关系图中是否获取到所述参考分子的至少一个邻居分子的步骤的次数是否达到预设阈值；若返回执行所述检测从所述分子连接关系图中是否获取到所述参考分子的至少一个邻居分子的步骤的次数未达到所述预设阈值，则将所述目标分子作为参考分子，返回执行所述检测从所述分子连接关系图中是否获取到所述参考分子的至少一个邻居分子的步骤；其中，所述从所述至少两个邻居分子中，获取与所述参考分子相邻的目标分子包括：获取所述参考分子的特征向量、所述终止分子的特征向量和所述至少两个邻居分子中每个邻居分子的特征向量；将所述参考分子的特征向量、所述终止分子的特征向量和所述每个邻居分子的特征向量输入第一深度网络模型，获取所述第一深度网络模型输出的所述每个邻居分子的得分；确定得分最高的邻居分子为与所述参考分子相邻的目标分子；其中，所述获取所述参考分子的特征向量、所述终止分子的特征向量和所述至少两个邻居分子中每个邻居分子的特征向量包括：获取所述参考分子的分子图结构、所述终止分子的分子图结构以及所述至少两个邻居分子中每个邻居分子的分子图结构，一个分子的分子图结构中的结点表示该分子的原子，该分子的原子之间的化合键表示该分子图结构中的边；针对第G个分子图结构，所述第G个分子图结构是指所述参考分子的分子图结构、所述终止分子的分子图结构以及所述至少两个邻居分子中每个邻居分子的分子图结构中的任一分子图结构，获取所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量和每条边的初始特征向量，所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量是指该结点对应的原子类型的独热编码向量，所述第G个分子图结构中每条边的初始特征向量是指该边对应的化合键类型的独热编码向量；根据所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量和每条边的初始特征向量，获取所述第G个分子图结构对应的分子的特征向量；其中，所述根据所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量和每条边的初始特征向量，获取所述第G个分子图结构对应的分子的特征向量包括：根据所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量和每条边的初始特征向量，获取所述第G个分子图结构中每个结点的目标特征向量；将所述第G个分子图结构中所有结点的目标特征向量相加，并将相加后所得值除以所述第G个分子图结构的结点数量，得到所述第G个分子图结构对应的分子的特征向量；其中，针对所述第G个分子图结构中的第u个结点，所述第u个结点为所述第G个分子图结构中的任一结点，结点集合Nu为所述第G个分子图结构中通过边与所述第u个结点连接的所有结点的集合；所述根据所述第G个分子图结构中每个结点的初始特征向量和每条边的初始特征向量，获取所述第G个分子图结构中每个结点的目标特征向量包括：根据所述结点集合Nu中每个结点的初始特征向量和连接每个结点与所述第u个结点的边的初始特征向量，获取所述结点集合Nu中每个结点到所述第u个结点的目标特征向量；将所述结点集合Nu中每个结点到所述第u个结点的目标特征向量相加，得到所述第u个结点的聚合特征向量；将所述第u个结点的初始特征向量和聚合特征向量输入至第二深度网络模型，获取所述第二深度网络模型输出的所述第u个结点的目标特征向量；其中，针对第v个结点，所述第v个结点为所述结点集合Nu中的任一结点，结点集合Nv为所述第G个分子图结构中通过边与所述第v个结点连接的所有结点；所述根据所述结点集合Nu中每个结点的初始特征向量和连接每个结点与所述第u个结点的边的初始特征向量，获取所述结点集合Nu中每个结点到所述第u个结点的目标特征向量包括：获取从所述结点集合Nv中除所述第u个结点之外的其他结点到所述第v个结点的第t-1轮迭代特征向量，t为大于零的整数；将所述第v个结点的初始特征向量、连接所述第v个结点与所述第u个结点的边的初始特征向量，以及所述其他结点到所述第v个结点的第t-1轮迭代特征向量输入至第三深度网络模型，获取所述第三深度网络模型输出的从所述第v个结点到所述第u个结点的第t轮迭代特征向量；检测t是否达到预设迭代次数；若t达到所述预设迭代次数，则停止迭代，并确定从所述第v个结点到所述第u个结点的第t轮迭代特征向量为从所述第v个结点到所述第u个结点的目标特征向量；若t未达到所述预设迭代次数，则确定t＝t+1，并返回执行所述获取从所述结点集合Nv中除所述第u个结点之外的其他结点到所述第v个结点的第t-1轮迭代特征向量。

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百度查询： 中国科学院深圳先进技术研究院 代谢路径预测方法、装置、终端设备及存储介质

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