研究现状 分子表征是设计功能性和新型化合物的基础和必要条件，由于可能的稳定化合物数量巨大，开发一个信息丰富的表征模型来概括整个化学空间是一个巨大挑战。...当一个原子被遮蔽时，它的原子特征被一个掩码标记 取代，该标记与图1（b）中红框所示的分子图中的任何原子特征相区别。通过屏蔽，模型被迫学习内在的化学信息（比如由某些共价连接的原子的可能类型）。...键删除(Bond Deletion)如图1(b)中的黄色方框所示, "键删除"以一定比例随机删除原子之间的化学键。...键的删除模拟了化学键的断裂，促使模型学习一个分子在各种反应中的关联性。 子图删除(Subgraph Removal)子图删除可以被认为是原子屏蔽和键删除的结合。子图的去除从一个随机挑选的原点开始。...如图1(b)中的蓝色方框所示，被移除的子图包括被遮蔽原子之间的所有化学键。通过匹配被移除的不同子结构的分子图，该模型学会了在剩余的子图中找到显著特征，这在很大程度上决定了分子的特性。 图2.
假如分析得到的振动频率有一个是虚频而其余都是正值，说明此时体系在一个鞍点上（即反应过渡态）。...对于一个含有N0个原子的孤立分子（比如水分子），它的振动模式是比较容易理解的，一共有3N0−6个（直线型分子为3N0−5）。...(N1=6)，假如我们想在二聚体体系中找到孤立水分子对应的3个振动模式，将会非常困难，因为此时多数振动模式同时牵涉到的是两个水分子而非只局限于其中一个。...该反应的大致机理为蛋白酶的Cys残基（以CH3SH简化模型表示）和抑制剂分子发生了质子转移（S→O），同时S原子和63号C原子成键。 众所周知，反应过渡态结构有且只有一个虚频振动。...但是需要注意的是，直接对柔性扫描的完整体系（即两个组分的集合）进行振动分析是不合理的，因为此时整个体系的梯度不为0，且还可能出现虚频。 5.
无法区分哪个是σ键，哪个是π键，这便是Boys局域化方法的一个著名现象：σ-π混合（不同角度讲既可以看作缺点也可以看作优点）。 ?...C原子多出一个基函数，6个C则多出6个基函数，96+6=102。...RHF 6-31G* * xyz 0 1 [原子坐标] * 在%loc中指定局域化细节，LocMet表示选取局域化方法，常用的有PM和FB两种，FB也即Boys局域化。...=C1 &SEWARD &SCF &LOCALISATION Boys 其中原子坐标存放在另一个文件ben.xyz（第一行写原子数，第二行写Angstrom，第三行开始写坐标）里。...PS2：一般而言，轨道局域化默认是分别在占据轨道空间与空轨道空间内部做的，不会涉及一个占据轨道与一个空轨道（即两个空间）之间的轨道旋转，因此不会改变HF能量。
技术背景 在分子动力学模拟过程中会遇到一些拓扑结构非常复杂的分子模型，所谓的复杂不仅仅是包含众多的原子，还有各种原子之间的成键关系与成键类型等。...首先我们需要在本地构建一个分子模型的文件，一般以.xyz结尾。文件的格式为：开头的分子数，第二行的标记，这里使用的是mol这种标记，后面的所有行数是标定每一个分子的具体三维坐标，也就是空间位置。...这里直接使用了参考链接1中所给出的xyz文件： dechin@ubuntu2004:~/projects/gitlab/dechin/src/vmd$ vim file.xyz 具体的file.xyz文件内容如下所示...在这种模式下可以看到每个原子以及原子跟原子之间的成键关系，是非常常用的一个模式。...如果只是用于做分子模型的展示，功能是完全足够的，如果要执行更多的操作，需要掌握tcl语言，当然这也是一个坑点。
down构型 up构型 该分子含79个原子，在现在看来只能算是小分子范畴，实际的应用中完全没有必要用ONIOM方法，此处仅用之作为示例。...当分层涉及到切断化学键时，需要给高（或中）层的悬键进行饱和，常用氢原子，避免高层出现非正常的电子结构。 bonded-to：该原子在高层中所连接的原子的序号。...本例中，低层的11号原子连接了高层的8号原子，则在计算高层时，11号原子会被替换成H原子。 scale-fac：高层的原子与链接原子之间的键长会相对原始键长进行校正。...本例中，8号与11号原子之间本为C-C键，实际在计算高层时，则为C-H键，C-H的键长要比C-C键短，因此需要乘上校正因子，使计算结果更合理。这些值一般不需要指定，程序内部会有内置的值。...（2）断键（此处指不同层之间的截断）的位置尽可能在单键位置，最好在非极性单键位置。尽量不要将双键、三键、配位键以及芳环等切断。 小 结 本文简单介绍了ONIOM方法的基本原理，并展示了一个简单的例子。
在量子化学中，xyz文件是一种比较通用的记录分子几何结构的文件格式，其内容如下： 1 原子数量 2 标题 3 原子1 x1 y1 z1 4 原子2 x2 y2 z2 5 原子3 x3 y3 z3...我们的目标是使用四元数方法，写出一个可以计算A、B两个分子之间RMSD值的Python脚本rmsd.py，即在给出两个坐标文件a.xyz和b.xyz后，输入如下命令： $ ....基本思路 RMSD的计算公式很简单，主要难点在于怎样将两个分子放在尽可能”相近“的位置上计算。换言之，RMSD会随着两个分子的相对位置变化而变化，我们需要找到RMSD最小的时候对应的相对位置。...由此我们可以看出，在计算两个分子RMSD值之前，还至少需要四个步骤：确认两个分子的原子类型和数量相等、优化同类原子的编号顺序、优化分子的平动和优化分子的转动。 3....接下来我们要进行第一个优化步骤，尽可能对齐两个分子的原子编号，也就是纠正第2节中图2的那种编号错位。
材料发现的传统方法是从一组具有特定性质的分子开始，深入研究其结构与性质之间的关系并以此为依据对化合物的结构进行改进。...这种基于“试错”的创新方法往往成本高昂且少有成效，一种新材料的研发可能需要数十亿美元的投资和长达20年的时间。...即便如此，这些采样-优化相结合的方法需要在每一步中对分子的属性进行计算和评估，依然有“试错”的味道，而不是一个可逆的结构-属性映射。...同一个分子可以由SMILES微笑字符串表示，因此通常选择canonical表示（一种规范表示），而non-canonical字符串可以用于数据增强。...给定一个图G = (V,E)，将原子表示为节点vi∈V，化学键表示为边(vi, vj)∈E，并根据原子类型和化学键类型为节点和边赋值对应的标签。
图1：EHreact处理一个输入的原子映射的SMILES串(a，上框)，产生三个输出(下框)，即各自的伪过渡结构(b)，键变化表(c)，以及仅由发生变化的原子和键或发生变化的原子间键组成的反应中心(d)...该算法选择所有伪分子中相邻原子相同的原子，这里是原子1和原子8(用灰色突出显示)，用于扩展模板，生成一个新的、更大的、更特定的模板 图3示例了模板树的生成过程。...模板与伪分子可能会有多个匹配，在这种情况下，将探索所有选项，并保持导致所有伪分子中最大可相互扩展原子的匹配。生成的模板保存在一个模板树中，其中每个新模板都附加到它的父模板。...每个模板只能有一个父模板，但可以有一个或多个子模板。树中没有子节点的节点只是一个输入的伪分子，其中所有的原子都包含在模板中，在短列表中不留下任何原子，因此没有更具体的模板可以作为子节点附加。...图4：为了对查询分子Q是否能被酶N处理的概率进行评分，将加载相应的模板树，并将Q转换为一个可能的伪过渡结构列表(白色方块，只显示了一种可能性)。
红色（蓝色）边缘意味着连接的分子在目标属性上都是活跃（不活跃）的 除了相关的子结构外，分子之间的关系也会在不同的属性中发生变化。如图27所示，具有共同属性的两个分子在另一个属性上可能是不同的。...当一个原子被掩码时，它的原子特征被一个掩码标记取代，该标记与图12（b）中红框所示的分子图中的任何原子特征相区别。通过掩码处理，模型被迫学习内在的化学信息（比如由某些共价连接的原子的可能类型）。...键删除(Bond Deletion)。如图21(b)中的黄色方框所示，"键删除"以一定比例随机删除原子之间的化学键。...键的删除模拟了化学键的断裂，促使模型学习一个分子在各种反应中的关联性。 子图删除(Subgraph Removal)。子图删除可以被认为是原子掩码和键删除的结合。子图的去除从一个随机挑选的原点开始。...如图12(b)中的蓝色方框所示，被移除的子图包括被掩码原子之间的所有化学键。通过匹配被移除的不同子结构的分子图，该模型学会了在剩余的子图中找到显著特征，这在很大程度上决定了分子的特性。
id=C03Ajc-NS5W 背景 目前，将机器学习方法应用于分子生成和药物发现是计算化学中的一个非常火热的研究方向，深度生成模型已经被广泛地应用于分子图的生成。...分析 显然，直接生成原子的笛卡尔坐标是不能满足旋转或平移不变性的。...但是，如下图所示，原子的3D位置是可以通过相对于另一个焦点原子的距离(distance)，相对于一个参考连线的角度(angle)以及相对于一个参考平面的二面角(torsion angle)来间接的确定。...方法 我们提出了G-SphereNet方法，如下图所示，这是目前所有已知的方法中第一个利用自回归流模型来进行分子三维几何结构的从头设计与生成的方法。...G-SphereNet方法采用了序列生成的方式，即每一步只生成一个原子。G-SphereNet通过生成距离，角度和二面角来间接地确定原子的3D位置。
他在一组来自制药行业科学家的发布的心愿清单中找到了灵感，这些科学家希望找到一种能够通过删除、添加或交换分子核心中的单个原子来精确编辑分子的方法。...图形中的每个顶点代表一个碳原子（伴随着未显示的氢原子），而它们之间的线条代表化学键。此外，分子的骨架和周边还散布着代表氧、氮或硫等原子的字母。...如果骨架编辑能够应用于广泛的分子范围——以完全选择性地添加或移除特定原子，而不损害现有的官能团，这种方法将与过去的创新并驾齐驱，Astex制药公司的首席科学官David Rees表示，"我认为这甚至可能比它们中的任何一个都更大...药物化学家可能希望删除杂环中的一个原子，使环收缩，从而改变其与蛋白质位点的适配性，或者添加一个原子来增强其结合能力。另外，他们可能希望微调分子以改善其溶解性或降低毒性。...快速骨架编辑 与其他反应一样，所有这些创新都利用试剂、催化剂或光来推动或拉动原子的共享电子——这些电子是有机分子中化学键的“粘合剂”，使新的原子可以进入或现有原子被去除。
前言 在日常的计算化学研究中，我们经常需要将计算得到的分子或者固体/晶体体系简谐振动通过动画的方式直观地呈现在屏幕上，从而可以清楚地知道在某个特定的振动模式下是哪些原子在运动。...，需要再次使用pymol的时候，则需要先加载pymol的环境然后运行pymol conda activate pymol pymol B.2) 在Linux下 在Linux的不同发行版中，我们可以利用系统自带的包管理工具一键安装开源版的...当鼠标选定表格中的一个振动模式后，可以点击Start Animation则可以显示该振动的动画。下方有两个拉杆，一个可以调节动画的播放速度，另一个则可以调整动画中振动的幅度。...此时PyMOL的显示界面会出现一个水分子，这是该二维体系中原胞包含的原子。...对于分子体系来说，我们只需要准备相应的XYZ格式文件，直接载入即可。
这个小功能在我们平时的建模中其实挺实用，比如PDB文件或CIF文件中记录的结构常常有缺失、重复或氢的位置不合理，可尝试用MOPAC检查一下。...笔者最近从一篇文献中拿到一个BN纳米管的结构，原先我并没有在意文献中的结构是否合理，直接拿过来计算了。...可以存成xyz文件用VMD等可视化程序查看。MOPAC官方没有比较好的可视化程序，卢天曾开发过一个小工具可用于读取每一步的坐标，并转化为xyz文件，用VMD查看轨迹。...当然，若为了实现这个目的，在MOPAC中有比较简单的写法，即同时写上noopt opt-H两个关键词便可，表示不做优化但优化H原子。...笔者曾经优化过一个约900原子的DNA螺旋结构，发现PM6-DH+得到的结构最好。当然，凭一个例子无法判断好差，反正MOPAC算起来飞快，几个方法同时试一下也无妨。
此外，从某些角度来看，吉布斯自由能是一个更合适的衡量标准。 图 1 为了解决这些不确定性，需要考虑分子的键合参数，如键长、键角和扭转（见图1）。...数据集与实验结果 图 3 关于训练数据集，一个大的、具有代表性的类药分子样本将是理想的。对于一个有意义的基准测试，也需要一个良好量化的基线。...随着σ趋近于零，一旦达到正确的键长，修正就会消失。其中，对于该键的修正小于仅对该键所需的修正（即修正值远低于单位斜率线）。这是模型学习到的个别修正的特点，因为最终结果是所有修正的总和。...未能生成更兼容、更延伸的构象可能是由于缺乏明确的机制来排斥非键合原子对之间的相互作用。 图 16 如果二面体采样是重要的，那么在生成过程中引入偏差的一些方法可能是有用的。...鉴于该去噪模型对非键原子对之间的距离没有明确的约束，所以在生成过程中对该距离增加某种类型的偏差。图16展示了CSD和PDB数据集中所有原子对之间的距离分布。
基于此，可以通过组装检测到的原子和键来恢复分子结构。该方法将所有检测和属性预测任务集成到一个多任务的全连接卷积神经网络中，具有非常高的执行效率。...原因是由于下采样操作可能会引入离散化误差，真实位置可能位于正位置与其负邻居之间的子像素中。因此，将预测目标热图中的所有正位置点设置为 1，将所有正位置点的一阶邻居设置为 0.95，其他位置设置为 0。...具体来说，在键位置检测之后，对候选键像素点进行 60 个二元分类任务，确定在检测到的位置是否存在特定角度的键。 在预测阶段，首先可以通过分别在原子和键热图中找到峰值点来检测原子和键中心。...之后，通过找到沿角度类别轴的局部最大值，可以在每个键中心检测到不同角度类别的键。这意味着如果一个角度的响应大于其邻居并且进一步大于某个阈值，它将被识别为键。然后，针对指定的键中心和键角计算键长。...基于此，本文开发了一个称为 ABC-Net 的全连接卷积神经网络来预测所有原子与键中心的热图以及用于原子和键属性预测的一系列属性图。
对于具有闭壳层电子结构的分子，所有的电子都自旋配对，Lewis用孤对电子和共价键来表示这些电子对，其中前者位于单个原子上，具有单中心-两电子（1c-2e）的特征，而后者则共享于两个原子之间，具有两中心-...因此，一个合法的Lewis结构都是由1c-2e的孤对电子和/或2c-2e的共价键构成。...显然，对于某些“非经典的”具有多中心键（即成键电子对离域在三个或更多原子之间）的分子，就无法用一个Lewis结构来确切描述了。..., LUO），它要么是定域在单个原子上的占据轨道（1c-2e，对应于该原子上的孤对电子），要么是定域在两个原子之间的占据轨道（2c-2e，对应于这两个原子间的共价键）。...一个简单的确定线性独立的共振结构的方法是使用Rumer规则[2]：在所有可能的Lewis结构中，只要存在共价键相交的Lewis结构就被排除掉，那么剩下的所有Lewis结构就都是彼此线性独立的。
由此，我现在知道所有的B2H6充分燃烧需要3.914摩尔（即125.2克）O2： 2. 历史事件和人物 Wolfram|Alpha是查找重要历史人物或事件基本信息的理想场所。...特别有用的是，您可以自由切换结构类型，从键线式切换为Lewis结构，或显示所有原子。...对于5-羟色胺等生物分子，将显示其化学名称和分子式以及结构图： 7. 原子光谱 如果您使用原子光谱，Wolfram|Alpha 是一个很好的资源。...例如，如果我查询“fugue”一词，我不仅会得到三个不同的定义，还会得到该词在英语中的第一个已知用法，其词根，用法的时间轴，翻译成其他语言的列表，具有相同或相似含义的更多词条等。...还可以使用 Wolfram|Alpha 查询单词的同义词或反义词。如果我在查询中输入"incite synonym"，Wolfram|Alpha 会生成一个同义词列表，并在下面提供定义。
即，C1和C19是两个SOMO轨道在的原子。...即第一个分子片为正戊烷自由基，第二个分子片为正丁烷自由基。每个分子片都需要进行UHF及 轨道局域化。...从最终输出文件的自旋布居信息看出计算得到的为开壳层单重态，见下图： 手动分片的输入文件过于繁琐，因为需要自己手动指认每个分子片的自旋多重度以及电荷，还要在&DATABASE模块输入每个分子片的信息。...autofrag模块的主要流程是先根据分子坐标自动产生原子的键连信息，然后切断某些键，产生合适的分子片段，再对分子片段增加缓冲原子，在断键处添加连接氢原子，最后生成子体系分子片段的输入文件，将子体系分子片段的计算结果组织起来...在输入文件中，autofrag模块可通过spinocc设定具体原子的自旋, 这里是指定第1个原子有一个未成对的alpha电子，第19个原子有一个未成对的beta电子，注意spinocc在设定时，所有开壳层原子都应该被指定
在解码阶段，输出的SMILES字符串是通过自回归逐个生成的，传统方法中SMILES字符串中的基本标记主要涉及分子中的单个原子。这对于合成设计或回顾合成分析的化学家来说并不直观或易于解释。...然后，作者将分子分为共同的亚结构和其他分子片段。在上下文中，作者使用“分子片段”或简称为“片段”来指代那些不在共同亚结构中的原子和键。...，从而缩短了分子的字符串表示，显著减少了需要预测的原子数量。...所有检索到的候选物都与产物具有共享的常见亚结构。通过进一步观察与这些候选物相关的产物，我们很容易发现三键本身很可能是反应位点。这意味着即使它位于对齐指纹的环境中，三键也不应包含在亚结构中。...结果显示，随着准确率的提高，获得具有亚结构的产物的可能性单调下降，而具有所有正确亚结构的产物的百分比形成一个凸曲线，峰值大约在6左右。
分子对接(Molecular Docking)理论 所谓分子对接就是两个或多个分子之间通过几何匹配和能量匹配相互识别找到最佳匹配模式的过程。分子对接对酶学研究和药物设计中有重要的应用意义。...如果一个配体中含有C、H、O三种原子类型，那么每个葛店需要用单个探针原子与来计算其与受体之间的范德华相互作用值。...当配体与受体进行分子对接时，配体中某个原子和受体之间的相互作用能通过周围8个格点上的这种原子类型为探针的格点值用内插法得到。 静电相互作用的计算采用静电势格点。...我们需要在对蛋白和小分子的PDB文件预处理，生成PDBQT文件同时包含以上信息和PDB文件中的原子坐标信息。进一步地对于“柔性配体docking”，我们还需要定义配体的柔性部分和刚性部分。...在分子显示窗口中分别点击两个残基上CA和CB原子之间的建，使之变为非扭转的（紫色显示），这样两个残基中的32个键中有6个是可扭转的。这里设置配体的柔性残基或者使CA-CB的键为刚性都是可选操作。
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