一种高效分子三维构象的表达方法与流程

技术特征：
1.一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤a、建立基础片段库辅助文件，以获得所有三维构象元数据文件中所需参考的基础片段的三维结构数据；步骤b、基于分子片段组装技术构建分子三维构象，步骤c、记录生成分子三维构象的元数据，所述元数据包含以下信息：(1)构成分子的基础片段信息，包括基础片段的哈希代码、基础片段的构象数；(2)基础片段的连接关系，包括每个子片段连接涉及的基础片段、连接的原子指标和连接键的旋转刻度；(3)基础片段间合理构象组合的标示：构成子片段的两个基础片段各自的三维构象以怎样的旋转角度组合是合理的；(4)每个基础片段当前步骤中在后续连接步骤中还可用的连接键；(5)每个基础片段的连接键对应的可用于确定该基础片段沿该旋转键旋转角度的锚定原子；(6)由基础片段组合成子片段中原子指标的映射关系；(7)整体分子的构象数量以及各个构象能量；(8)整体分子的原子顺序以及原子键连信息和立体信息；(9)分子的药效团信息。2.根据权利要求1所述的一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：步骤a中，所述基础片段库包含以下信息：(1)基础片段的唯一表征代码即哈希代码；所述基础片段为组合成分子的最小片段单元，所述基础片段的唯一表征代码为哈希代码，其完全由该基础片段分子的拓扑图以及立体信息唯一地决定；(2)基础片段是否在公用库或者自定义；(3)如果基础片段是自定义，则该基础片段有多少个三维构象以及对应的三维坐标。3.根据权利要求2所述的一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：哈希代码的计算方式为：1)对药效团长度和类型进行编码，随机整数，一旦选定就固定了；2)以每个原子为中心，将该原子的编码分别与该原子各个连接键的距离编码的乘积进行加和，作为该原子的新编码；如此迭代2～3次；3)计算所有原子中心的新编码的加和即得到哈希代码。4.根据权利要求1所述的一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：步骤b包括以下步骤：b1、从基础片段的三维构象组合成较大的子片段(1)组合成子片段ab的两个基础片段分别定义为基础片段a和基础片段b，基础片段a由基础片段库中选取na个合理三维结构，基础片段b由基础片段库中选取nb个合理三维结构；(2)基础片段a与基础片段b以一个可旋转的单键连接，并通过nr个旋转刻度，nr取值10～30，每个旋转刻度为360/nr度，得到na*nb*nr个可能的构象组合；(3)从na*nb*nr个构象组合中过滤掉高能量的不合理构象，保留nab个三维结构作为组合而成的子片段ab的合理三维构象；
b2、按照步骤b1获得所有组合而成的子片段的合理三维构象；b3、对所有组合而成的子片段的合理三维构象，按照步骤b1的方法，直到完成整个分子的三维构象。5.根据权利要求4所述的一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：步骤b1中，所述合理三维结构是指通过常规能量计算方法计算三维结构的能量，并选取低能量且没有范德华距离冲突的三维结构。6.根据权利要求1所述的一种高效分子三维构象的表达方法，其特征在于：还包括步骤d、元数据的压缩存储：将步骤c记录的元数据与二进制格式或者gz压缩格式组合输出到文件中，重建三维构象时该文件可以直接读人内存。

技术总结
本发明涉及计算机辅助药物研发技术领域，具体涉及一种高效分子三维构象的表达方法，该方法包括步骤A、建立基础片段库辅助文件；步骤B、构建分子三维构象；步骤C、记录生成分子三维构象的元数据以及步骤D、元数据的压缩存储。本发明避免了显式地记录每个分子构象中各原子的三维坐标，而是记录了高效还原每个构象三维坐标的meta信息，由于meta信息的存储量要比三维构象的显式表达要小100-1000倍，而meta数据还原三维坐标的速度要比最快的三维构象生成的算法还要快一个数量级以上。由此，该方法突破了超大规模化学分子数据库的分子三维构象的存储限制，为药物分子的三维筛选提供了有效解决手段。解决手段。解决手段。


技术研发人员：严鑫 李瑞麟 夏苗仁 卢峰
受保护的技术使用者：北京中大唯信科技有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/18