计算与计算机模拟方法

构象生成

构象生成是计算一个柔性分子能折叠成的各种三维形状,因为带有可旋转键的分子并非刚性,而是像一段铁丝那样会弯曲扭转。同一个化学结构可以呈现许多迥异的形状,而软件会列举出其中一组有代表性的形状。

每一种形状,即构象,都来自旋转化学键并把几何调整到物理上合理的排布,通常是靠近某个局部能量极小值的排布。算法会对可旋转键所张成的空间进行采样,生成候选的三维结构,优化其几何,并剔除重复者,力求覆盖该分子实际会经历的那些低能形状。输出是一组构象,常按估计的能量排序。

这一步悄然却至关重要,因为众多下游方法都需要分子的合理形状:对接、药效团检索、三维相似性以及基于形状的筛选,全都从构象出发。关键的告诫在于生物活性构象,即分子真正与靶点结合时所采取的形状,它往往并非游离态下能量最低的构象。因此一组好的构象集必须采样得足够广泛,即便要付出一些内能代价,也要把这种能够结合的形状包括在内。

可能的构象数目随可旋转键的增多而急剧膨胀,因此柔性很高的分子既更难被充分采样,也更难围绕其展开设计。

又称
conformational sampling构象采样構象取樣