如何解决rdkit.AllChem模块中EmbedMolecule()方法无法生成复杂分子3D结构？

wangxubin · 发表于 Post on 2021-11-7 11:29:20

本帖最后由 wangxubin 于 2021-11-7 15:12 编辑

我最近在学习分子模拟相关内容，其中涉及将SMILES翻译成包含分子3D信息的xyz文件。
我尝试使用openbabel、rdkit对SMILES进行翻译，结果是对于小分子，它们都可以给出较合理的xyz文件。然而，对于复杂的分子而言，RDKit具有更好的鲁棒性，但仍无法处理所有分子。程序是可以正常运行的，但是生成的“mol.xyz”文件的内容为空。希望有从事相关研究的大佬可以予以解答，十分感谢！
具体的代码如下所示：

from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import AllChem

smi = 'N#Cc1c(c(c(c(c1n1c2ccc(cc2c2c1ccc(c2)c1ccccc1)c1ccccc1)n1c2ccc(cc2c2c1ccc(c2)c1ccccc1)c1ccccc1)C#N)n1c2ccc(cc2c2c1ccc(c2)c1ccccc1)c1ccccc1)n1c2ccc(cc2c2c1ccc(c2)c1ccccc1)c1ccccc1'
#smi = 'c1ccccc1'
mol = Chem.MolFromSmiles(smi)
mol = Chem.AddHs(mol)
AllChem.EmbedMolecule(mol)
Chem.MolToXYZFile(mol, 'mol.xyz')

print('finish')

代码中"smi"所对应的分子结构如图片所示

心向暖阳 · 发表于 Post on 2021-11-8 09:36:00

插楼问一下哈，xyz转成mol有自带的函数么

wangxubin · 发表于 Post on 2021-11-8 11:05:26

心向暖阳发表于 2021-11-8 09:36
插楼问一下哈，xyz转成mol有自带的函数么

都有xyz文件了，直接用openbabel转换更方便一些。
obabel -ixyz test.xyz -omol -O test.mol

心向暖阳 · 发表于 Post on 2021-11-8 15:24:09

wangxubin 发表于 2021-11-8 11:05
都有xyz文件了，直接用openbabel转换更方便一些。
obabel -ixyz test.xyz -omol -O test.mol

嗯呢这不是想着少用一个工具算一个么

sobereva · 发表于 Post on 2021-11-8 22:31:03

把openbabel搞出来的结构，以及进一步用openbabel做MMFF94力场优化后的结构都截个图。如果后者就已经足够合理，就用它就完了

wangxubin · 发表于 Post on 2021-11-9 21:51:21

sobereva 发表于 2021-11-8 22:31
把openbabel搞出来的结构，以及进一步用openbabel做MMFF94力场优化后的结构都截个图。如果后者就已经足够合 ...

谢谢社长，我试过直接用openbabel产生结构，对于复杂分子，存在生成极不合理的分子结构的情况，比如多个原子重叠。
目前已通过下述方法实现生成、优化分子结构。
AllChem.EmbedMolecule(mol, useRandomCoords=True)
AllChem.MMFFOptimizeMolecule(mol)

libo371324 · 发表于 Post on 2022-12-29 10:40:22

wangxubin 发表于 2021-11-9 21:51
谢谢社长，我试过直接用openbabel产生结构，对于复杂分子，存在生成极不合理的分子结构的情况，比如多个 ...

我想问一下这个模块目前默认的产生坐标的设置是useExpTorsionAnglePrefs=True, useBasicKnowledge=True，但是我在使用的过程中出现了那种极不合理的分子结构，所有的原子都重合了，即a= AllChem.EmbedMolecule(),等于-1的那种情况，我师弟给我说是生成失败了，这种情况应该怎么办，换用open babel这个软件包吗，还是说rdkit有其他的构象生成的方法。

冰释之川 · 发表于 Post on 2022-12-29 21:13:35

libo371324 发表于 2022-12-29 10:40
我想问一下这个模块目前默认的产生坐标的设置是useExpTorsionAnglePrefs=True, useBasicKnowledge=True， ...

换pybel 试试

RDKit_3D_mols_gen.py (2.7 KB, 下载次数 Times of downloads: 42)

libo371324 · 发表于 Post on 2022-12-30 09:30:43

冰释之川发表于 2022-12-29 21:13
换pybel 试试

我昨天弄了一天的openbabel包，但是一直不成功，from openbabel import pybel，一直导入失败，到现在也没有下载成功，我按照网站上下载安装，也是不成功，能给一下详细的下载教程吗

冰释之川 · 发表于 Post on 2022-12-30 09:50:49

libo371324 发表于 2022-12-30 09:30
我昨天弄了一天的openbabel包，但是一直不成功，from openbabel import pybel，一直导入失败，到现在也没 ...

直接conda装就行了 conda install openbabel

wangxubin · 发表于 Post on 2023-1-7 12:31:49

libo371324 发表于 2022-12-29 10:40
我想问一下这个模块目前默认的产生坐标的设置是useExpTorsionAnglePrefs=True, useBasicKnowledge=True， ...

抱歉啊，刚看见，不知道你是否已经解决。
按照我之前的解决方案，应该将你的代码改为
“AllChem.EmbedMolecule(a, useRandomCoords=True)”，应该可以避免原子重叠。
至于openbabel的pybel的安装依照“冰释之川”的回答即可。

goldNAN · 发表于 Post on 2023-1-10 19:52:50

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