konformergenerering

Konformergenerering er en metode inden for beregningskemi, der producerer plausible 3D-organisationer af et molekyle, kaldet konformere. Ved at rotere omkring enkeltbindinger og andre fleksible dele kan man udforske konformationsrummet og få en række mulige geometriske tilstande, som molekylet kan indtage under forskellige betingelser.

Tilgangene kan være systematiske, hvor alle rotatable bindinger dihedrale vinkler udforskes, eller stokastiske, hvor konformationer genereres tilfældigt gennem Monte Carlo-torsionssampling eller andre søgealgoritmer. Distances geometry-baserede metoder er også udbredte og bruges ofte sammen med viden om særlige torsionsvinkler. En populær tilgang i praksis er ETKDG-algoritmen (Experimental-Torsion Knowledge Distance Geometry) i RDKit, som kombinerer geometri med eksisterende torsionsdata for at producere realistiske konformere.

Output består af et sæt konformere sammen med tilhørende energiestimater. Energi kan beregnes med forskellige kraftfelter (såsom MMFF94 eller UFF) eller mere avancerede, ofte semi-empiriske kvante-metoder. Konformermangfoldighed er ofte begrænset af antallet af rotatable bindinger og af ringstrukturer; store cykler og makrocykler gør sampling mere udfordrende. Ofte bruges pruning og Boltzmann-vægtning for at fremhæve de mest relevante konformere i downstream-analytik som docking og egenskabsforudsigelse.

Anvendelser inkluderer lægemiddeludvikling, QSAR og materialevidenskab. Mange softwarepakker tilbyder konformergenerering, herunder RDKit (ETKDG), Open Babel, OpenEye Omega og MOE. Det er vigtigt at bemærke, at ingen generering fuldt ud dækker konformationsrummet; resultater afhænger af valgte modeller og parametre.