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产生多样性构象.md

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产生多样性构象

进行构象搜索而产生的多样性的低能的构象可以被用于对接，或者药效团程序。同样也可能被用于编写一些shape比较方法。

[TOC]

Open Babel 有两种不同的构象产生方式：

  1. Confab：一个系统的构象生成器可以生成所有的可能性的低能构象
  2. Genetic algorithm：这是一个随机生成器，它以能量或RMSD为基础生成不同的构象

Genetic algorithm，遗传算法

遗传算法是求解多参数问题全局最优解的一种通用计算方法。它起始了一个种群的构象，经过一系列的迭代，得到一个最优解，无论是在RMSD或者是能量方面。 有关使用此方法的信息可以在命令行中使用：obabel-L conformer。尽管标记为“一象搜索”，如果选择遗传算法方法（这是默认方法），则可以使用--writeconformers在保存最后一代的所有构象。例如，下一行创建了30个构象，基于RMSD多样性。

obabel startingConformer.mol -O ga_conformers.sdf --conformer --nconf 30 --score rmsd --writeconformers

Confab

Confab系统地为分子生成各种各样的低能构象。使用--Confab来运行，并通过计算引用结构的RMSDs来评估结果，请使用confabreport输出格式。

confab 操作

  • obabel <inputfile> -O <outputfile> --confab [confab options]
  • obabel -L confab可以显示帮助信息

输入文件应该包括三维结构。输出文件将会输出到outputfile。所有构象，对于同一分子将会相同的title。

--rcutoff
RMSD cutoff (default 0.5 Angstrom)
--ecutoff
Energy cutoff (default 50.0 kcal/mol)
--conf <#confs>
Max number of conformers to test (default is 1 million)
--original Include the input conformation as the first conformer
--verbose Verbose - display information on torsions found

一旦一个文件被Confab被产生，其结果可以与原始输入结构相比较，

-f File containing reference structures
-r RMSD cutoff (default 0.5 Angstrom)The number of structures with conformers within this RMSD cutoff of the reference will be reported.

例子

案例文件bostrom.sdf,包含36个分子，有1-11个旋转键（see Bostrom, Greenwood, Gottfries, J Mol Graph Model, 2003, 21, 449）

我们可以使用Confab产生100K的构象

> obabel bostrom.sdf -O confs.sdf --confab --conf 100000

**Starting Confab 1.1.0
**To support, cite Journal of Cheminformatics, 2011, 3, 8.
..Input format = sdf
..Output format = sdf
..RMSD cutoff = 0.5
..Energy cutoff = 50
..Conformer cutoff = 1000000
..Write input conformation? False
..Verbose? False

**Molecule 1
..title = 1a28_STR_1_A_1__C__
..number of rotatable bonds = 1
..tot conformations = 12
..tot confs tested = 12
..below energy threshold = 10
..generated 3 conformers

... etc, etc

0 molecules converted

To check how many of the generated conformers are within 1.0 A RMSD of the original structures, we can use the confabreport format as follows:

去检查这里有多少构象与原始的结构rmsd相差1.0 A，我们可以使用以下形式。

> obabel confs.sdf -oconfabreport -xf bostrom.sdf -xr 1.0

**Generating Confab Report
..Reference file = bostrom.sdf
..Conformer file = confs.sdf

..Molecule 1
..title = 1a28_STR_1_A_1__C__
..number of confs = 3
..minimum rmsd = 0.0644801
..confs less than cutoffs: 0.2 0.5 1 1.5 2 3 4 100
..1 1 3 3 3 3 3 3
..cutoff (1) passed =  Yes

... etc, etc

**Summary
..number of molecules = 36
..less than cutoff(1) = 35
52271 molecules converted