Ketcher项目中单体库属性错误问题分析与修复

Ketcher项目中单体库属性错误问题分析与修复

ketcher Web-based molecule sketcher 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ke/ketcher

在化学绘图工具Ketcher的开发过程中，项目团队发现并修复了单体库中多个单体的结构属性错误问题。这些问题涉及氨基酸、糖类等常见生物分子的结构表示，对于化学绘图的准确性至关重要。

问题概述

在Ketcher 3.2.0-rc.5版本的单体库中，存在多个单体的结构表示错误，主要包括以下几种类型：

1. 原子类型错误：如缬氨酸(Valine)中的氧原子被错误表示
2. 立体构型错误：如Bmt及其衍生物D-Bmt的立体构型标记不完整
3. 取代基位置错误：如DALys和核糖(Ribose)的羟基取代位置不正确
4. 命名不规范：如tR单体的命名未能准确反映其化学本质

具体问题分析

氨基酸类单体问题

缬氨酸(V)的结构中，第五位原子本应为氧原子(O)，但在库中被错误表示。这种错误会导致后续化学反应预测和分子对接计算出现偏差。

(2S)-6-氨基-2-羟基己酸(DALys)的羟基取代位置存在错误，正确的结构应该是R2为羟基(OH)，R3为氢原子(H)，而非库中原先的表示方式。

Bmt及其对映体D-Bmt的问题更为复杂，涉及立体化学表示。这两个分子中的1-2位键应为立体键(stereo:3)，但库中缺少这一关键信息。同时，命名中的(6E)标记是多余的，因为E构型已隐含在系统命名中。

糖类单体问题

核糖(R)的结构存在多处错误，正确的取代模式应为R1(H)、R2(H)和R3(OH)。此外，tR单体的命名"Ribose"未能准确反映其作为苏糖核酸(Threose Nucleic Acid)的本质，容易造成使用者的混淆。

测试单体问题

测试单体Test-6-AP-Chem(Test-6-Ch)的R6取代基位置应为9-10位，而非库中原先的设置。

修复方案

开发团队针对上述问题实施了以下修复措施：

1. 修正所有错误原子的类型和位置
2. 补充缺失的立体化学信息
3. 调整取代基的正确定位
4. 规范单体命名，去除冗余信息
5. 更新测试用例以验证修复效果

修复后的结构经过严格验证，确保与IUPAC命名规则和化学常识一致。例如，Bmt和D-Bmt的立体键已正确标记，核糖的羟基位置已调整至正确位置。

技术影响分析

这类结构错误的修复对于Ketcher作为专业化学绘图工具至关重要：

1. 计算化学准确性：正确的结构表示是分子力学计算和量子化学计算的基础
2. 化学反应预测：官能团位置影响反应活性和选择性
3. 生物活性评估：特别是对于药物设计中的氨基酸衍生物
4. 数据交换兼容性：确保与其他化学软件的数据交换无误

用户建议

对于Ketcher用户，特别是从事以下工作的研究人员：

1. 在升级到修复版本后，应重新检查之前绘制的含有这些单体的结构
2. 对于药物设计工作，特别注意氨基酸衍生物的立体构型是否正确
3. 使用糖类单体时，确认羟基的取代模式是否符合预期
4. 定期关注Ketcher的更新日志，了解库单体的修正情况

这次修复体现了Ketcher开发团队对化学准确性的高度重视，也展示了开源项目通过社区协作不断完善的良好机制。化学绘图工具的准确性是科研工作的重要保障，此类问题的及时发现和修复有助于提升整个科研社区的工作效率和数据可靠性。

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