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分子对接与量子计算
分子对接 分子对接是基于结构的药物筛选的重要工具。DOCK 可以预测小分子（配体）与蛋白质（受体）之间的结合状态。对接过程与其结果依赖于精确的打分函数以及优秀的搜索算法。 与大多数分子模拟方式一样，对接也通常需要在精度与速度之间做取舍。 在本文中为了在图的表达能力与其尺寸之间取得平衡，将配体和受体的全原子分子模型简化为药效团形式。 药效团是一组分子中发挥生物活性作用的点的集合。 随后将分子对接转化为最大团问题。 本文假设： 如果药效团互相匹配，那么他们之间可能有相互作用，例如：下图中的 D1（氢键供体），a1（氢键受体）相互匹配，那么此两个药效团就有可能存在氢键 结构姿势可能由 3 个以上的相互作用决定，并且这些相互作用不在一条线上
1.9K20发布于 2021-10-26 - 来自专栏生物信息云
分子对接教程 | (3) 配体分子文件格式转换
我们知道，分子文件的格式很多，比如mol，sdf等，但AutoDock这个软件不识别sdf这样的格式文件，而我们通常下载的文件就是sdf这个格式的文件。 当然，有一些分子我们是可以从一些数据库中直接下载mol2格式文件的。 比如一些中药成分小分子，我们可以从TCMSP这个数据库下载(https://tcmspw.com/)，比如:quercetin ? 然后点击图片，下载的就是mol2格式的分子文件。 ? 首先在PubChem数据库检索你的化合物，进入相应的页面，3D Conformer处点击下载，会有sdf格式文件的下载选项。 ? 分子格式文件的转换，需要OpenBabel这个软件，这个软件能实现各种格式转换，用起来也挺简单的。
11.1K20发布于 2021-02-26 - 来自专栏Dechin的专栏
使用numpy计算分子内坐标
以下是几个相关的关注点： 在计算距离、角度和二面角的过程中，我们都会使用到序列原子之间的相对矢量(B, A-1, D)，那么在计算过一次之后我们应该保存下来以供几个不同的函数使用。 在计算相对矢量的时候我们一般使用的是错位相减，比如可以使用crd[1:]-crd[:-1]，但是这里我们在计算过程中使用的是numpy.roll对数组进行滚动之后做减法，最后再去掉一个结果。 总结概要 本文主要介绍了在numpy的框架下实现的分子内坐标的计算，类似的方法可以应用于MindSpore和Pytorch、Jax等深度学习相关的框架中。 分子的内坐标，可以更加直观的描述分子内的相对运动，通过键长键角和二面角这三个参数。 分子中全部原子的内坐标总称为“Z-矩阵” (Z-matrix)。
54970编辑于 2023-07-09 - 来自专栏R语言交流中心
R语言中的分子描述的计算
学习药化的同志们应该都了解化合物分子的特征描述有很多计算软件，今天我们来给大家展示下在R语言中如何实现分子特征描述的计算。主要以MACCS分子指纹的实现作为案例。 Fragmentation Methods get.natural.mass Operations on molecules get.point2d Operations on atoms get.point3d MACCS指纹的计算及基础的分子描述。 a. get.smiles() 获取分子的SMILE结构 b. get.atom.count() 获取组成分子的原子数目 c. get.fingerprint() 获取分子的MACCS指纹。结果抽取如下： ? 数据的导出 数据的导出还是平时我们用的write.csv()。 只要把所有的指纹数据导出就可以进行我们下一步的计算了。
2.3K20发布于 2019-07-31 - 来自专栏全栈程序员必看
计算机分子模拟聚乙烯,用“分子模拟”软件构建聚乙烯分子、全同立构聚丙烯分子,并计算它们末端的直线距离-高分子物理-实验1-01…
高分子物理实验。 实验一 用“分子模拟”(MP)软件构建聚乙烯分子、全同立构聚丙烯， 并计算它们末端的直线距离 一、实验目的 1．了解用计算机软件模拟大分子的“分子模拟”新趋势。 2． 学会用“分子模拟”软件构造聚乙烯、聚丙烯大分子。 3． 计算主链含100个碳原子的聚乙烯、聚丙烯分子末端的直线距离。 二、实验原理 已经知道，C-C 单键是σ键，其电子云分布具有轴对称性。 长链分子主链单键的内旋转赋予高分子以柔性，致使高分子链可任取不同的卷曲程度。高分子链的卷曲程度可以用高分子链两端点间直线距离—末端距 h 来度量。高分子链卷曲越厉害，末端距越短。 因此，C-C单键可以以键向为轴相对地内旋转，即在保持键角 ( = 109°28′) 不变的情况下，C3可处于 C1 – C2旋转而成的圆锥的底圆边上的任何位置 (自由内旋转)，同样C4可处在C2 – C3 这样，由于分子的热运动，分子中原子在空间的排布可随之不断变化而取不同的构象，表现出高分子链的柔性。高分子链的柔性是聚合物分子长链结构的产物，是高聚物独特性能——高弹性的依据。
63410编辑于 2022-08-29 - 来自专栏生信小驿站
R语言之分子指纹(1)计算分子指纹及批量保存sdf格式
# 1 [H][C@]12CCCN1CC1=C(C2)C2=C(C=C(OC)C(OC)=C2)C2=C1C=CC(OC)=C2 # 2 COC1=CC2=C(C=C1)C1=C(CC3CCCN3C1 )C1=C2C=C(OC)C(OC)=C1 # 3 COC1=CC2=C(C=C1)C1=C(CN3CCCC3C1)C1=C2C=C(OC)C(OC)=C1 # 4 COC1 , dta) } #统计单个指纹的分布 dt$sum <- rowSums(dt) table(dt$sum) dt[1:6,1:6] # molecule1 molecule2 molecule3 0 0 0 # fpt2 0 0 0 0 0 0 # fpt3 i, '.sdf') write.molecules(m,filename=file_name ) } 用DS2019读取这些sdf文件后，全部visible，然后保存为sdf格式，即可将所有小分子保存到一个
2.2K21发布于 2021-01-20 - 来自专栏DrugOne
RDKit：计算不同小分子构象之间的RMSD
摘要： 计算两个小分子之间的RMSD，可以用来判断两个构象的接近程度。 方法： 1 安装Anaconda Win或Linux系统下安装Anaconda 2 安装RDKit conda install -c rdkit rdkit 3 RMSD脚本使用 python isoRMSD.py
2K20发布于 2021-01-28 - 来自专栏量子化学
在PPT中插入分子3D模型，让分子动起来
在讲授“分子点群”这部分内容时，如果能够展示分子的立体图形，则可让学生对分子的空间立体结构有更直观的感受。 在实际讲课过程中，我们可以退出当前讲课PPT，打开Chem3D、GaussView等程序，展示分子的立体结构。这样做还有个好处是可以拖动分子，从不同的角度进行观察。 MS Office从2016版本开始，可以插入3D模型，我们可以借助此功能，将分子的3D模型插入PPT中，并在插入过程中可以让分子动起来，效果如下列视频所示： 以下简单介绍实现方法。 准备分子的3D模型文件 我们可以借助VMD程序生成3D模型文件。 当然，笔者只是粗略地做了些摸索，对3D模型功能还理解较浅。3D模型还有个好处是，如果退出PPT的播放，也可以对分子模型进行拖动，不过操作起来没有在Chem3D等软件中丝滑。
1.8K10编辑于 2024-05-13 - 来自专栏R基础
分子对接—蛋白分子和小分子配体
分子对接—蛋白分子和小分子配体记录下蛋白分子和小分子配体之间的分子对接，以HSP90AA1蛋白和川陈皮素为例1 蛋白结构下载Uniprot数据库中检索HSP90AA1蛋白（物种：人类）。 remove solventremove organic文件保存为pdb格式文件，文件名rep.pdb使用Chem3D对Nobiletin分子（sdf格式）进行优化（最小结合能），点击run之后，格式save 记得保存口袋盒子的坐标，输出为grid.gpf格式sup/rep.pdbsup/lig.mol2sup/rep.pdbqtsup/lig.pdbqtsup/grid.gpf3 分子对接使用AutoDock Vina对上述文件进行分子对接。 sup/1.pngsup/2.pngsup/3.png#综合展示sup/综合.pdf5 作用力对接结果中发现蛋白（HSP90AA1）和配体川陈皮素（Nobiletin）之间存在一个氢键，距离为 2.4
2.3K11编辑于 2024-11-30 - 来自专栏智药邦
Nature子刊｜AlphaFold3：向解码分子行为和生物计算迈出的一步
其中，AlphaFold3的问世尤为引人注目，它不仅能够预测单个生物分子的三维结构，还能准确预测生物分子复合物的结构，为解码分子行为和生物计算提供了强有力的工具。 AlphaFold 3的出现，无疑为生物计算和结构生物学领域注入了新的活力。 图 1：解码分子生物学编程语言 a, 分子生物学的 “计算教条”。 与现代计算机类似，生物大分子既携带了其一维序列中编码的指令序列，也携带了通过折叠成特定三维结构来执行这些指令的方法，这种三维结构可与细胞内的其他分子发生特定的相互作用。 这一扩展使得 AlphaFold 3 在生物计算中的应用范围更加广泛，能够为更多类型的生物分子及其相互作用提供结构信息。 因此，尽管通过AlphaFold 3从序列预测生物分子自由和相互复合的三维结构是理解分子行为和生物计算的重要一步，但实验人员不必担心自己会被淘汰。结构生物学领域将变得更加充满活力。
1K20编辑于 2024-08-05 - 来自专栏Dechin的专栏
MindSponge分子动力学模拟——计算单点能（2023.08）
和tip3p。 而WithEnergyCell则可以根据system和forcefield两者提供的信息，直接计算能量。关于WithEnergyCell类的输入，我们重点关注下这几个参数： 分子系统。 以上，就是ForceField和WithEnergyCell的基本介绍，有了这两个工具，我们就可以导入一些已有的力场，来完成单点能的计算。 计算单点能 给定一个初始的分子构象，求这个构象的分子势能。 一般情况，这个问题可能需要通过计算化学的方式来进行求解，比如CCSD(T)之类的方法。但是我们做分子模拟，需要快速的演化和迭代，如果使用计算化学的方法，速度是无法满足计算的需求的。 3 -1.731 -3.041 -2.625 ATOM 20 C ALA 3 -4.039 -3.001 -3.483 ATOM 21 O
40620编辑于 2023-09-01 - 来自专栏DrugOne
arXiv | 图表示方法驱动大分子计算研究
近年来，有许多利用序列比对，编辑距离，线性核和深度学习方法计算大分子相似性的工作，但这些方法仅限于生物大分子，不能扩展到一般的大分子化学空间，并且现有的用于生物大分子的工具不允许掺入非天然单体，除了聚糖特异性工具之外 模型 作者使用通用文本文件格式将大分子结构转换为机器可读格式。文本文件包含3个部分-SMILES，MONOMERS和BONDS。 图1 大分子的图表示 利用这种独特的表示方式，作者使用精确的GED评分与Tanimoto相似性替换矩阵，以及图核，来计算2个或多个大分子图之间的相似性（图1B）。 GED通过分配节点和边替换的分数来计算两个图之间的相似度。并且使用Tanimoto相似度矩阵代替基于进化统计的替换矩阵，计算分子指纹之间的相似度（图2A，B）。 总结 大分子图表示与分子指纹、图相似性和GNN相结合，提供了一个表示、计算相似性和机器学习大分子的框架。这项工作为大分子的计算研究提供了一种化学方法。
53940发布于 2021-03-18 分子密码解锁计算机：数据存储新范式
分子（如DNA）无需能源即可存储海量数据，但访问这些分子数据的成本高昂且耗时。研究人员现已开发出一种替代方法，将信息编码在合成分子中，并成功用于编码和解锁计算机的11位字符密码。 分子数据存储的新探索来自某机构的研究人员将这一成果发表在Cell Press期刊《Chem》上。通讯作者、某机构的电气工程师表示："分子可以在无需电力的情况下长期存储信息。 为了制造更易于写入和读取的分子信息，该团队决定尝试一种不同的方法：设计含有电化学信息的分子，这种方法允许使用电信号解码信息。 构建分子字母表与密码编码研究团队首先利用四种不同的单体（即具有不同电化学特性的分子构建模块）构建了一个字符字母表。每个字符由这四种单体的不同组合构成，总共产生256个可能的字符。 下一步是将这些聚合物与集成电路连接起来，让计算机芯片成为存储信息的读出系统。"本研究得到了某机构、某机构、某机构和某机构的资助。FINISHED
7210编辑于 2026-02-19- 来自专栏DrugOne
MolFlow: 高效3D分子生成方法
其他模型尝试训练无条件的3D分子生成器作为起点，尤其是那些应用扩散模型到分子坐标上的模型已经变得特别流行。 这种方法虽然非常有效，但要求能够非常快速地采样高质量分子。现有的3D分子生成器，使用完全连接的消息传递，表现出非常差的扩展性，无法处理更大的分子和更大的模型尺寸。 这种扩展能够在不显著增加计算成本的情况下扩展节点特征的维度和可学习的模型参数数量。 与之前的方法类似，Semla使用E(3)不变和等变特征。强制实施群对称性提供了强大的归纳偏差，并改善了样本复杂性。 以下所有关于MolFlow的指标均通过首先从测试集中采样分子大小，然后使用模型生成具有采样原子数量的分子来计算。 除了显著减少的评估步骤之外，作者的模型只需要更少的计算资源就能够训练。
43910编辑于 2024-07-18 - 来自专栏智药邦
Cadence以5亿美元收购计算分子设计先驱OpenEye
2022年7月25日，Cadence Design Systems (Nasdaq: CDNS) 宣布，它已达成最终协议，收购领先的计算分子建模和模拟软件提供商OpenEye Scientific Software 收购使Cadence的计算软件专长进入分子建模和模拟领域，专注于制药和生物技术药物开发。 技术的进步，加上各种疾病对新药需求的增加，正在推动对计算药物设计的需求增加。 在药理学、化学合成和药物筛选中越来越多地利用计算技术来研究分子的三维结构，这是促进全球生物模拟市场增长的一个主要因素，该市场的市场规模估计为20亿美元，预计在未来五年的复合年增长率(CAGR) 约为15% OpenEye成立于1997年，是计算分子设计的行业领导者，其产品被全球20大制药公司中的19家使用。它开创了基于物理学的方法和云原生Orion®软件平台，以加速人类健康的进步。
82020编辑于 2022-11-16 - 来自专栏R语言可视化
两蛋白间的分子对接3—使用AlphaFold进行
两蛋白间的分子对接3—使用AlphaFold进行据说AlphaFold进行分子对接比传统的蛋白分子工具如zdock、hdock的对接效果更好。 这次学习使用AlphaFold进行分子对接，以NEDD4L和TKTL1分子对接为例。1.获取NEDD4L和TKTL1的氨基酸序列Uniprot网站中获取NEDD4L氨基酸序列，可以直接复制。 [1] - y3[1], y1[2] - y3[2]] n2 = [D2 * E3 - E2 * D3, D3 * E1 - E3 * D1, D1 * E2 - E1 * D2] dot_product 然后在进行组图就可以了hide stickshide labels4.对接结合能计算使用在线网站（https://rascar.science.uu.nl/prodigy/）计算模型的自由能，上传pdb 文件，即经过Maestro进行结构优化后的文件即可获取模型的自由能5.对接面积计算使用在线网站（https://www.ebi.ac.uk/pdbe/pisa/）计算蛋白对接面积6.常见问题辨析π-π
3.4K11编辑于 2025-04-08 - 来自专栏Linux基础入门
（3）分子生物学专业名词
2、多顺反子见于原核生物意指一个mRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNA片段则位于同一转录单位内，各自拥有起点和终点。 3、转录单位是指RNA的合成是由RNA聚合酶（RNA polymerase)催化的。 根据这样的过程，一个转录单位（transcription unit)就是从启动子到终止子的一段序列，是一段以一条单链RNA分子为表达产物的DNA片段，这是转录单位的重要特征。 在分子水平上，是有遗传效应的DNA序列。形象地说，一对染色体可想象为两条平行线，染色体上一个给定的位置，好比两平行线上的一点或一段，叫做基因座。 12、发夹结构（hairpin structure）：RNA是单链线形分子，只有局部区域为双链结构。
1.1K20发布于 2020-08-26 3DToMolo：基于文本与3D结构的分子优化框架
针对这些问题，研究团队提出了3DToMolo框架，旨在通过扩散模型和跨模态对齐机制解决上述挑战，从而实现更精准、更高效的分子设计。 3. 这种跨模态对齐确保了生成的分子能够准确反映文本提示的要求。 • 2D+3D联合表示：框架采用SE(3)-等变图变换器对分子的2D拓扑结构和3D坐标进行编码，保留了分子的空间信息和化学键关系。 3DToMolo 需要对分子的 2D 和 3D 特征进行整体优化，确保与输入分子和文本提示达到平衡对齐，这由条件扩散模型实现，如图 b 所示。 d. 结构约束下的分子优化。 (c) 青霉素分子（顶部）和异噁唑取代衍生物（底部）经密度泛函理论（DFT）计算进行能量优化后的三维结构。数字是攻击氧原子上的部分电荷，表明我们的优化成功降低了其电子密度和亲核性。 • 促进跨学科合作：3DToMolo的成功离不开化学、计算机科学和物理学的深度融合，这也为其他领域的交叉研究提供了范例。
7710编辑于 2026-01-08量子计算机助力揭示分子结构的新突破
某中心称其量子计算机能揭示分子结构某中心量子人工智能的研究人员利用其Willow量子计算机，帮助解读核磁共振（NMR）光谱数据，这是化学和生物学研究的一项主流技术。 这项工作使得量子计算机处于能够有效增强常见分子技术的前沿。量子计算机最严格证实的用途在于破解密码学，但当前的设备规模太小且容易出错，无法运行解密算法。 该团队的工作重点是一种名为“量子回声”的计算协议，以及它可以应用于核磁共振的方式，核磁共振用于确定分子结构的微观细节。 “我们正在建造一把更长的分子尺。”该团队估计，在传统超级计算机上运行类似于“量子回声”的协议所需时间大约要长13000倍。 某大学的Dries Sels表示，该团队的实验使用了更大的量子计算机，并考虑了比以前在量子计算机上建模的更复杂的核磁共振协议和分子，包括他及其同事之前的工作。
13410编辑于 2026-02-10- 来自专栏生命科学
MCE | 小分子降解剂——分子胶
什么是分子胶？ 小分子降解剂通过介导泛素化连接酶与靶蛋白的识别，对靶蛋白进行降解。 这类“分子胶”是以共价修饰 E3 连接酶 DCAF16 的方式，特异性促进核蛋白降解。 据此，作者推测，MG-277 实际上可能起的分子胶的作用，通过促进某些细胞生长相关蛋白 -E3 连接酶 (CRL4CRBN) 复合物募集，进行泛素化和随后的蛋白酶体降解。 特异性降解 “核蛋白” 的分子胶 接着，我们来讲讲另外一种新型“分子胶”。 Benjamin Cravatt 团队找到了新的 E3 连接酶成员 DCAF16，一种目前没有文献报道过相关功能的多肽 (在哺乳动物中高度保守，但啮齿动物却不存在的多肽)，此类 “分子胶” 以共价修饰
86030编辑于 2023-03-10
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