Konformasjonssøk

Konformasjonssøk er prosessen med å identifisere og evaluere ulike geometriske konformasjoner av et molekyl ved å variere torsjonsvinkler og andre interne koordinater. Målet er å finne lavest energiske og fysiologisk relevante konformasjoner, slik at man kan forstå molekylets atferd i gitte miljøer og under ulike forhold.

Metodene varierer fra systematisk til mer fritekssøkede tilnærminger. Systematiske søk utforsker hver mulig rotasjonsvinkel i faste intervaller, noe som gir fullstendig dekning men raskt blir eksplosive for større molekyler. Monte Carlo- og genetiske algoritmer utforsker konfigurasjonsrommet tilfeldig eller evolusjonært, ofte i kombinasjon med heuristikker. Simulert annealing og molekylær dynamikk lar konformasjoner utvikle seg over tid. Tilnærminger basert på distansgeometri brukes ved initialisering, og rotasjonsbegrensninger og ringstruktur påvirker søket betydelig.

Evaluering av konformasjoner skjer hovedsakelig gjennom energi beregnet med klassiske kraftfelt (for eksempel MMFF, UFF, OPLS) eller halvempiriske/metodebaserte metoder. Miljøeffekter som solvent og protonasjonstilstand kan forbedre realismen. Resultatet er en klynge av konformasjoner med tilhørende energi og geometriske data, ofte med klustring og uthenting av representative strukturer.

Bruksområder inkluderer legemiddelutvikling, docking og SAR/QSAR-analyser, hvor kun en eller få representative konformasjoner kan være avgjørende for prediksjon av binding og fysisk-kjemiske egenskaper. Vanlige verktøy inkluderer RDKit, OpenBabel, MOE og kommersielle pakker som tilbyr konformationsanalyse og konformeringsdatabaser.