[发明专利]设计配体分子的方法和装置

说明书

根据本公开的实施例，提供了一种用于设计配体分子的方法、装置、设备、存储介质和程序产品。在此描述的方法包括：利用编辑模型来编辑第一分子结构，以确定第二分子结构，编辑至少包括从第一分子结构中删除片段或者向第一分子结构添加片段；响应于确定第二分子结构的评价优于第一分子结构，基于编辑来训练编辑模型，评价至少指示第二分子结构与目标分子之间的结合性；以及利用经训练的编辑模型并基于第二分子结构，确定针对目标分子的配体分子的目标结构。根据本公开的实施例，能够基于自监督的方法来有效地构建配体分子，从而提高了方法的普适性。

技术领域

本公开的各实现方式涉及计算机领域，更具体地，涉及设计配体分子的方法、装置、设备和计算机存储介质。

背景技术

在药物发现中，一项重要的工作是寻找能够与目标分子(例如，靶向蛋白质分子)有效结合的药物小分子(也称为配体分子，Ligand)。近年来，随着计算机技术的发展，诸如机器学习技术等计算机辅助技术被逐渐被应用于药物分子发现的过程中。

传统的计算机辅助技术通常依赖于实验活性数据，然而这样实验数据通常是难以获取的，尤其是对于新的靶向蛋白而言。

发明内容

在本公开的第一方面，提供了一种用于设计配体分子的方法。该方法包括：利用编辑模型来编辑第一分子结构，以确定第二分子结构，编辑至少包括从第一分子结构中删除片段或者向第一分子结构添加片段；响应于确定第二分子结构的评价优于第一分子结构，基于编辑来训练编辑模型，评价至少指示第二分子结构与目标分子之间的结合性；以及利用经训练的编辑模型并基于第二分子结构，确定针对目标分子的配体分子的目标结构。

在一些实施例中，编辑模型包括操作预测模型，并且利用编辑模型编辑第一分子结构包括：基于第一分子结构，确定第一分子结构中的一组可编辑键的一组第一特征表示；利用操作预测模型并基于一组第一特征表示，从一组可编辑键中确定待被编辑的目标键并确定待应用于目标键的编辑操作；以及基于所确定的编辑操作，编辑第一分子结构。

在一些实施例中，编辑第一分子结构包括向第一分子结构添加片段，包括：从片段库中选择目标片段，其中片段库包括多个三维片段；以及将目标片段添加到第一分子结构。

在一些实施例中，多个三维片段是基于破坏一组药物分子中的可编辑键而被构造的。

在一些实施例中，编辑模型包括片段筛选模型，并且从片段库中选择目标片段包括：基于第一分子结构，确定第一分子结构中的待编辑的目标键的第二特征表示；利用片段筛选模型并基于第二特征表示，从片段库中确定目标片段。

在一些实施例中，将目标片段添加到第一分子结构包括：确定目标片段中添加到第一分子结构的添加键；以及基于添加键，将目标片段添加到第一分子结构。

在一些实施例中，编辑模型包括键选择模型，并且确定目标片段中添加到第一分子结构的添加键包括：确定目标片段中可用于添加到第一分子结构的一组候选键的一组第三特征表示；基于第一分子结构和第三特征表示，确定第四特征表示；以及利用键选择模型并基于第四特征表示，从一组候选键中确定添加键。

在一些实施例中，基于添加键将目标片段添加到第一分子结构包括：确定第一分子结构中与待编辑的目标键相关联的第一对原子；确定目标片段中与添加键相关联的第二对原子；基于第一对原子和第二对原子，确定用于添加目标片段的双面角；以及基于所确定的双面角，将目标片段添加到第一分子结构。

在一些实施例中，编辑模型包括角预测模型，并且确定用于添加目标片段的双面角包括：基于第一分子结构和目标片段，确定与第一对原子和第二对原子相关联的第五特征表示；以及利用角预测模型并基于第五特征表示，确定用于添加目标片段的双面角。

在一些实施例中，编辑第一分子结构包括从第一分子结构删除片段，包括：确定第一分子结构中待被删除的键；以及从第一分子结构中删除与待被删除的键关联的片段。