蛋白质序列空间中的覆盖几何与启发式发现时间

功能性蛋白质序列空间通常通过功能序列的稀疏性或中性网络的连通性来描述。这些量刻画的是不同性质：密度衡量所有序列中具有功能的序列所占的比例，而连通性描述功能序列之间的关系。二者单独都无法确定序列空间中有多大部分位于功能附近。覆盖函数衡量序列空间中处于预先规定的汉明距离以内的区域所占比例，因此提供了一种直接的局部可达性几何度量。在此，我们通过一个明确的启发式随机探索模型，将这一几何框架与特征性发现时间联系起来。所探索的区域表示为一个有效汉明球，而径向位移则建模为一个具有向外偏置的替换过程。一个以经验性人类生殖系突变率为参数校准的数值示例，展示了如何将覆盖半径转换为时间尺度。随后，我们通过定义经重叠调整的有效轨迹数，将该框架扩展至并行搜索情形。其目的并非预测精确的进化等待时间，而是将功能的几何分布与探索序列空间的动力学过程区分开来。

功能蛋白质序列空间通常可通过功能序列的稀疏性或中性网络的连通性来描述。这些量刻画的是不同性质：密度衡量所有序列中具有功能的序列所占的比例，而连通性描述功能序列之间的关系。二者单独都无法确定序列空间中有多大部分位于功能附近。覆盖函数衡量序列空间中处于预先规定的汉明距离以内的部分所占比例，因此提供了一种直接的局部可达性几何度量。在此基础上，我们通过一个明确的启发式随机探索模型，将这一几何框架与特征发现时间联系起来。探索区域由一个有效汉明球表示，而径向位移则建模为一个具有向外偏向的替换过程。一个以经验人类生殖系突变率为参数校准的数值示例表明，如何将覆盖半径转换为时间尺度。随后，我们通过定义经重叠校正的有效轨迹数，将该框架扩展至并行搜索情形。其目的并非预测精确的进化等待时间，而是将功能的几何分布与探索序列空间的动力学过程区分开来。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748471v1?rss=1

🏷️ 蛋白质序列空间 覆盖几何 汉明距离 中性网络 启发式搜索 功能序列可达性