計算與電腦模擬方法

構象生成

構象生成是計算一個柔性分子能折疊成的各種三維形狀,因為帶有可旋轉鍵的分子並非剛性,而是像一段鐵絲那樣會彎曲扭轉。同一個化學結構可以呈現許多迥異的形狀,而軟體會列舉出其中一組有代表性的形狀。

每一種形狀,即構象,都來自旋轉化學鍵並把幾何調整到物理上合理的排布,通常是靠近某個局部能量極小值的排布。演算法會對可旋轉鍵所張成的空間進行取樣,生成候選的三維結構,最佳化其幾何,並剔除重複者,力求涵蓋該分子實際會經歷的那些低能形狀。輸出是一組構象,常按估計的能量排序。

這一步悄然卻至關重要,因為眾多下游方法都需要分子的合理形狀:對接、藥效團檢索、三維相似性以及基於形狀的篩選,全都從構象出發。關鍵的告誡在於生物活性構象,即分子真正與靶點結合時所採取的形狀,它往往並非游離態下能量最低的構象。因此一組好的構象集必須取樣得足夠廣泛,即便要付出一些內能代價,也要把這種能夠結合的形狀包括在內。

可能的構象數目隨可旋轉鍵的增多而急劇膨脹,因此柔性很高的分子既更難被充分取樣,也更難圍繞其展開設計。

又稱
conformational sampling构象采样構象取樣