一种三维分子构象的生成方法、装置及存储介质

本申请涉及计算机辅助药物研发，特别涉及一种三维分子构象的生成方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、近年来，小分子的三维(3d)构象生成因其在药物开发领域的重要性和相关性而受到越来越多的关注。在机器学习/深度学习模型中，3d结构的获取和使用对于分子表示至关重要。结合3d结构信息的分子表示在下游任务中显示了强大的预测能力，如分子性质和药物靶相互作用预测。生成的几种可能的小分子构象也可以用作分子对接中的初始构象，提高对接精度并加速对接过程。但使用传统方法或一般的机器学习算法生成小分子三维构象时时，生成的分子构象存在局部不合理的问题，例如，分子的键长和键角不正确；并且生成的小分子的三维构象无法克服se(3)不变量。因此，开发有效的分子构象生成方法是药物设计和发现领域中最紧迫的问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术中存在的上述至少一个技术问题而提了本申请。根据本申请一方面，提供了一种三维分子构象的生成方法，所述方法包括：

2、将分子图输入预设模型，并接收所述预设模型输出的所述候选扭转角值，其中所述预设模型用于基于所述分子图输出候选扭转角值；

3、基于规则算法得到初始构象；

4、基于所述候选扭转角值与所述初始构象，得到三维分子构象。

5、在一些实施例中，将分子图输入预设模型，以得到所述预设模型输出的候选扭转角值，包括：

6、在分子图中的每个原子的初始特征向量上拼接位置向量得到所述初始特征向量；

7、整合所述每个原子的原子表示和边的表示，得到分子中每个扭转角的表征；

8、将所述每个扭转角进行转换得到所述候选扭转角值。

9、在一些实施例中，所述位置向量包括威斯费勒-莱曼向量、原子的度嵌入和位置向量表示，

10、所述威斯费勒-莱曼向量，用于检测图的同构；

11、所述原子的度嵌入，用于描述图的位置关系；

12、所述位置向量表示，用于提供图的连接信息。

13、在一些实施例中，基于所述候选扭转角值与所述初始构象，得到三维分子构象，包括：

14、使用rdkit工具包将所述初始构象的可旋转键值设定为所述候选扭转角值，得到小分子的三维构象集合。

15、在一些实施例中，其中，所述预设模型包括扭转表示模块和转换模块；

16、其中，

17、所述扭转表示模块，用于从所述分子图中获得分子的扭转角表示序列；

18、所述转换模块，用于从所述分子图中获得归一化的所述候选扭转角值。

19、在一些实施例中，所述方法还包括：构建所述预设模型。

20、在一些实施例中，构建所述预设模型，包括：

21、获取类药物分子数据集；

22、对所述类药物分子数据集进行预处理；

23、基于预处理后的所述类药物分子数据集训练所述预设模型。

24、在一些实施例中，所述方法还包括：评估最终的所述三维分子构象；其中，评估最终的所述三维分子构象，包括：

25、评估所述分子三维构像的精度；

26、评估所述分子三维构像的多样性。

27、本申请实施例另一方面提供了一种三维分子构象的生成装置，所述装置包括：

28、存储器和处理器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时，使得所述处理器执行如上所述的三维分子构象的生成方法。

29、本申请实施例又一方面提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时使得所述处理器执行如上所述的三维分子构象的生成方法。

30、本申请实施例的三维分子构象的生成方法，通过将分子图输入预设模型，以得到所述预设模型输出的候选扭转角值，基于规则算法得到初始构象，基于所述候选扭转角值与所述初始构象，得到最终的三维分子构象，本申请实施例的预设模型可以避免局部结构不合理的问题，如避免键长和键角不正确的问题；同时，与预测原子的坐标相比，预设模型可以克服se(3)不变量的问题。

技术特征：

1.一种三维分子构象的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将分子图输入预设模型，以得到所述预设模型输出的候选扭转角值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述位置向量包括威斯费勒-莱曼向量、原子的度嵌入和位置向量表示，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述候选扭转角值与所述初始构象，得到三维分子构象，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述预设模型包括扭转表示模块和转换模块；其中，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：构建所述预设模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，构建所述预设模型，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：评估最终的所述三维分子构象；其中，评估最终的所述三维分子构象，包括：

9.一种三维分子构象的生成装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1至8任一项所述的三维分子构象的生成方法。

技术总结本申请提供一种三维分子构象的生成方法、装置及存储介质。所述方法包括：将分子图输入预设模型，以得到所述预设模型输出的候选扭转角值；基于规则算法得到初始构象；基于所述候选扭转角值与所述初始构象，得到最终的三维分子构象。本申请实施例的预设模型可以避免局部结构不合理的问题，如避免键长和键角不正确的问题；同时，与预测原子的坐标相比，预设模型可以克服SE(3)不变量的问题。技术研发人员：郑明月,李叙潼,张子梅,王刚受保护的技术使用者：中国科学院上海药物研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/12