AIDD·Atlas AI 制药学习地图
049

构象生成入门:2D 分子如何变成 3D 构象

对接、3D 描述符和 MD 都需要三维坐标;构象生成把 2D 结构变成合理的 3D 构象集合。

分子对接、3D 描述符、分子动力学都需要分子的三维坐标构象生成(conformer generation)就是把 2D 结构(如 SMILES)转成合理的 3D 构象。

基本流程

  • 嵌入坐标:用距离几何等方法生成初始 3D 坐标(RDKit 常用 ETKDG 算法)。
  • 能量最小化:用力场(MMFF / UFF)优化,得到能量更低的构象。
  • 生成多个构象:柔性分子有多个可及构象,常生成一组并去重。

实践要点

  • 柔性越大、构象越多:旋转键多的分子需要更多构象采样。
  • 生物活性构象未必是最低能量构象:对接时要保留构象多样性。
  • 构象质量直接影响下游对接与 3D 模型的可靠性。

关键要点

  • 构象生成 = 2D → 合理 3D 坐标;
  • 常用 ETKDG 嵌入 + 力场最小化 + 多构象采样;
  • 活性构象 ≠ 最低能量构象,需保留多样性。

延伸资源

  • 实操:RDKit AllChem.EmbedMultipleConfs + MMFFOptimizeMolecule
  • 配套:「结构与模拟」模块的对接与 MD。