分子数据的获取、解析与结构绘制（RDKit）

原创 已于 2022-09-07 21:09:00 修改 · 9.5k 阅读 · 78 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#python #数据分析

于 2022-09-07 21:07:29 首次发布
本文介绍了如何使用RDKit库在化学信息学中处理分子数据，包括从SMILES编码、PDB文件、FASTA文件、氨基酸序列、MOL和MOL2文件中获取mol对象，并详细阐述了分子图像绘制和分子结构信息的解析方法。通过GetAtoms()和GetBonds()获取原子和化学键信息，以及FindMolChiralCenters()查找手性中心等，展示了RDKit在分子结构分析的强大功能。

在化学信息学中，分子数据的获取与解析是最基础的部分。对于已知的化合物，我们可以从各种数据库中获取；对于未知的化合物，我们也可以构造该分子。在RDKit中，无论是从数据库中获取的分子文件还是自己构建的分子，在解析前通常将其转换成mol对象，并用mol对象进行分子绘制，获取原子、键、原子序号、原子名称各种信息以及获取分子描述符等一系列操作。本文大致分为三个部分：不同来源的分子数据转成mol对象方法、分子图像的绘制与分子结构信息的解析。

一：分子数据转换mol对象

（1）SMILE编码（MolFromSmiles）

'SMILE'是Structure,Meaning,Language,Effect的缩写，它是以字符串的形式表示分子结构。并且每个smiles编码与化学结构是一一对应的。在smiles编码字符串中，主要使用C,H,O,N,S等字母表示相应的原子(不包含H)；相邻两个原子表示单键连接，原子间'='表示双键，'#'表示三键；若该原子含有支链，则用括号表示支链；若有环结构，首位相连的原子后用1，2等表示(通常芳香结构的原子用小写字母)。对于双键，“/”符号表示顺式，“\”表示反式；对于手性原子，“@”表示原子顺时针排列，“@@”为逆时针。

举例：

1:'CCC'丙烷，2:'C=C'乙烯，3:'C#C'乙炔，4:'C(=O)C'丙酮，5:'C1=CC=CC=C1'苯环，6:'C1(C=CC=C2)=C2C=CC=C1'萘。

from rdkit import Chem
s='NC(C)C(=O)O' #丙氨酸smiles编码
smile=Chem.MolFromSmiles(s) #从smiles编码中获取结构信息
Chem.Draw.ShowMol(smile) #画分子图

使用Chem.MolFromSmiles()函数，可以从smiles编码中获取分子结构信息，进而画分子图。

（2）PDB文件、FASTA文件(MolFromPDBFile、MolFromFSATA)

使用函数MolFromPDBFile获取蛋白质文件分子结构，PDB文件

最低0.47元/天 解锁文章
RDKit|分子可视化，定制你的分子图
qq_39889473的博客
09-21 881
在化学信息学和分子设计中，能够以定制化的方式展示分子结构图对于科学研究和数据呈现至关重要。RDKit 提供了多种方法来调整分子图的样式和标签，使得用户可以根据具体需求对分子图进行美化和标注。本节将介绍如何使用 RDKit 自定义分子图的外观，包括修改原子和键的样式、添加注释、调整颜色以及设置其他视觉元素。1 自定义原子和键的颜色通过自定义原子和键的颜色，可以突出显示分子中特定的结构特征或化学性质，这在分析分子结构或展示关键化学基团时特别有用。1.1 自定义原子颜色可以通过。
RDKit|化学信息学基础操作——子结构搜索与匹配
qq_39889473的博客
10-18 612
本节介绍了 RDKit 中子结构搜索与匹配的基本原理和高级应用，包括如何定义子结构、执行匹配、获取匹配的位置信息，以及在实际化学和药物设计中的应用。在子结构搜索中，我们通常定义一个子结构模板（例如一个分子片段），然后在数据库中的分子上搜索是否存在与该模板匹配的部分。RDKit 支持更复杂的子结构匹配，包括环结构的匹配、官能团的搜索、以及SMARTS模式中的逻辑运算和原子属性限定。在实际应用中，子结构搜索可以用于化合物库的筛选、药物分子设计中的先导化合物识别、以及化学反应中的反应物或产物的识别。
rdkit 绘制分子【可视化分子】
qq_36801966的博客
06-03 9837
rdkit 内置了Draw模块，用于绘图，把一些经常用到的方法直接放在Draw下面。 文章目录一、引入所需库二、分子对象转化为图片2.1 分子对象转图片文件函数解析2.2 分子对象转图片函数解析2.3 分子对象转图片2.4 多个分子按照grid显示2.5 多个分子基于公共骨架按照grid显示 一、引入所需库 #! /usr/bin/python # coding: utf-8 # rdkit 绘制分子【可视化分子】 from rdkit import Chem from rdkit.Chem imp.
关于SMARTS格式无法转换为SMILES格式解决方案1-转化为mol文件
kyra_0919的博客
04-13 1417
这些方法通常需要训练数据集，并可以生成新的分子结构，同时满足 SMARTS 子结构的条件。枚举分子库：使用类似 RDKit 或 Open Babel 的化学库，你可以生成具有给定子结构的分子库。虚拟合成：使用合成规则（如反应 SMARTS 或预定义的反应模板）进行虚拟合成，生成包含特定子结构的分子。如果你需要为 SMARTS 子结构找到合适的分子，请考虑查询化合物数据库或使用生成分子的方法。A：对于描述子结构的 SMARTS，额外的处理主要是在一个具体的分子中找到或生成一个与 SMARTS 匹配的子结构。
如何快速掌握RDKit：化学信息学与机器学习的终极开源工具指南
最新发布
gitblog_00237的博客
10-27 682
RDKit是一个功能强大的开源化学信息学软件库，由C++开发并提供Python接口，采用BSD许可协议。它能帮助企业和个人高效处理化学数据，核心功能涵盖分子结构处理（2D和3D）、描述符计算、指纹生成及机器学习特征提取，还支持PostgreSQL数据库中的子结构和相似性搜索，以及KNIME工作流节点。 ## ???? 零基础入门：RDKit安装与配置全攻略 ### 快速安装步骤（Python环境）...
Rdkit常用命令/参数设置
weixin_44950479的博客
04-08 2839
rdkit 1.查看sdf """ 查看sdf """ mols = Chem.SDMolSupplier('file_path') for mol in mols: #隐藏属性，得到第一行文字 ID = mol.GetProp('_Name') #得到所有分子属性 mol_keys = mol.GetPropsAsDict().keys() 2.绘制可视图片 可以highlight反应物和生成物里相同的结构 绘制带id的mol文件 """ 绘制反应可视图片 """ def d
RDkit画分子结构
zhourui1111的博客
01-11 1142
RDkit画分子结构
在Jupyter-lab中使用RDKit画分子2D图
MurphyStar的博客
03-03 2188
在Jupyter-lab中使用RDKit画分子2D图。
Python 的 Plotly 库实现 3D 图形绘制：分子结构可视化
数字魔方操控师的博客
05-05 1287
交互式可视化：生成的图形支持多种交互操作，如缩放、平移、旋转、悬停提示等，用户可以通过鼠标操作更直观地探索数据。例如，在分子结构可视化中，用户可以通过旋转图形从不同角度观察分子的空间结构。高可定制性：提供了丰富的参数和方法，可以对图形的各种元素进行精细的定制，包括颜色、形状、线条样式、字体等，以满足不同的可视化需求。跨平台支持：生成的图形可以在网页、Jupyter Notebook、Python 脚本等多种平台上展示，并且可以导出为多种格式，如 HTML、PNG、PDF 等，方便分享和嵌入到其他文档中。
RDKit|使用MolDraw2DCairo模块绘制分子
最会设计的科研狗
07-17 2752
文章目录一、绘制png：MolDraw2DCairo二、绘制svg：MolDraw2DSVG三、绘制png设置(svg设置类似) 一、绘制png：MolDraw2DCairo 先导入所要用到的库和MolDraw2DCairo模块。 from rdkit import Chem from rdkit.Chem.Draw import rdMolDraw2D from IPython.display import Image 首先，创建一个Cairo drawer：Chem.Draw.rdMolDraw2D
rdkit生成分子的图像
weixin_39417324的博客
02-16 1812
from rdkit import Chem from rdkit.Chem import AllChem from rdkit.Chem import Draw import numpy as np import pandas as pd #------------------------get picture------------------------ #这里我是把smile表示的公式，存入到了一个csv文件里面，所以需要使用pandas读取 #如果是直接就有smile类型的分子表达式，就可以直接
RDKit Documentation Release 2019.09.1.pdf
12-26
开源化学信息学工具包RDKit的手册。RDKit提供各种功能，如不同的化学I/O格式，包括SMILES/SMARTS，结构数据格式（SDF），Thor数据树（TDT），Sybyl线符号（SLN），mol2和蛋白质结构文件（PDB）。子结构搜索; 标准SMILES; 手性支持；化学转化；化学反应；分子序列化；相似性/多样性选择；二维药效团；三维维药效团；分层子图/片段分析; Bemis和Murcko骨架；逆合成组合分析及分子碎裂（RECAP）; 多分子最大共同亚结构；功能图；基于形状的相似性；基于RMSD的分子比对；基于形状的对齐；使用Open3-DALIGN算法的无监督分子-分子比对；与PyMOL进行3D可视化集成；功能基团过滤；分子描述符库；相似图；机器学习等等
RDKit | 基于RDKit输出分子结构图（Image）的方法
DrugOne
01-06 8412
RDKit内置功能绘制分子结构的函数，可根据rdkit.Chem.Draw包创建分子图像 方法一：基于SMILES输出分子2D图（2D image） 导入库 from rdkit import Chem from rdkit.Chem import Draw from rdkit.Chem import rdDepictor 载入smiles数据 mol = Chem.MolF...
RDkit一：利用RDkit筛选化学小分子结构特征
gongfuxiongmao_的博客
05-19 4461
最近在做关于小分子筛选的项目，涉及到一些处理方式，后面会逐篇总结遇到的一些问题及解决方法。 首先简单介绍一下RDkit，RDkit是一款用来处理化学小分子的python开源包，最早是由诺华公司开发的，底层是由C++编写的。在github上有它的源码和说明书，地址如下： https://github.com/rdkit/rdkithttps://github.com/rdkit/rdkitRDkit在Anaconda或miniconda环境中的安装： c...
RDKit：化合物骨架分析（基于Python3）
DrugOne
08-26 5440
基于RDKit的骨架分析 代码实例： # In[1]: #!/usr/bin/env python3 from rdkit import Chem from rdkit.Chem import Draw from rdkit.Chem.Scaffolds import MurckoScaffold # In[2]: drugbank_input = Chem.SDMolSupplier...
RDKit | 分子的多种构象
DrugOne
09-14 2362
导入库 from rdkit import Chem from rdkit.Chem import AllChem from rdkit.Chem.Draw import IPythonConsole from rdkit.Chem.Draw.MolDrawing import MolDrawing, DrawingOptions import pickle from rdkit.Chem...
数据结构中的原子、分子和物质
laomst
12-08 897
结构分为三个层次，分别为标量数据，基本数据结构和高级数据结构。标量数据是数据结构中的原子，它是不可再分的，是最终的信息载体；基本数据结构是数据结构层级中的分子，它具提供了组合原子和其他分子的基本能力；而高级数据结构，所聚焦的问题其实也是把大量同构的数据组合成一个群体的问题。到了高级数据结构这个层次，基本上对应的就是数据结构中的逻辑结构了。
RDKit计算分子属性
MurphyStar的博客
10-16 1882
分子属性的计算在化学、药物研发和生物信息学等领域中具有重要意义。这些属性包括分子的物理化学性质、生物活性、构象信息和其他关键特征，它们对于药物筛选、分子设计、毒理学评估以及生物分子研究等任务至关重要。RDKit，作为一款强大的开源工具包，被广泛应用于计算和分析分子属性。本文将探讨如何使用RDKit来计算和分析分子属性。
分子对接前准备（一）小分子mol文件下载及运用openbable格式转化
热门推荐
DaDaLiu18的博客
06-26 1万+
随后在output format下方框旁边的下拉三角选择pdb格式，点击中间的CONVERT按钮进行转换，转换成功后output below会显示转换后的信息，转换成功的文件一般储存于下载好的小分子文件内。点击1E7U，进入后点击右上方Download Files，选择PDB Format下载。在左侧input format下方框点击下拉三角符号，选择下载的SDF格式，如下图。在图中蓝色矩形小框点击选择之前下载好的小分子文件，点击打开。下载好后打开Openbable 软件，如下图所示。
rdkit绘制分子图有错误
03-19
<think>嗯，用户在使用RDKit绘制分子图时遇到了错误，需要解决方案。首先，我需要回忆RDKit常见的绘图问题以及可能的解决方法。根据提供的引用内容，比如引用[1]和[4]提到了使用RDKit进行分子可视化的步骤和可能遇到的绘图问题，比如原子位置不正确、虚拟键处理等。 可能的错误原因可能包括：SMILES字符串格式错误，分子结构无效，或者RDKit的版本问题。比如，用户可能在生成分子对象时，SMILES解析失败，导致无法绘制。此外，引用[4]中提到虚拟键的处理可能需要特定的后处理步骤，否则可能导致SVG显示问题。 解决方案方面，首先需要验证SMILES是否正确，使用Chem.MolFromSmiles()检查是否返回了有效的mol对象。如果返回None，说明SMILES有问题。然后，检查RDKit的版本，确保安装了最新版，可能修复了一些已知bug。此外，调整绘图参数，如使用不同的渲染器（SVG或PNG），引用[1]提到设置IPythonConsole.ipython_useSVG=False来显示PNG，可能解决某些渲染问题。 对于结构复杂的分子，如大环或立体化学，可能需要预处理，如添加氢原子（Chem.AddHs()）或清理结构。引用[5]提到分子的复杂结构可能影响处理，传统方法可能不足，因此需要额外步骤。如果错误依然存在，查看RDKit的日志或错误信息，搜索相关社区讨论，如GitHub Issues或用户论坛，可能找到类似问题的解决方法。 生成相关问题方面，用户可能对分子结构的验证、优化绘图效果或处理特定错误感兴趣。需要确保问题覆盖常见的使用场景，帮助用户进一步深入学习。</think>### RDKit绘制分子图错误的解决方案 使用RDKit绘制分子图时可能因**分子结构解析错误**、**渲染配置问题**或**软件版本兼容性**导致报错。以下是常见原因及解决方法： --- #### **1. 验证分子结构的有效性** - **问题**：SMILES字符串或分子对象无效会导致绘图失败[^1]。 - **步骤**： 1. 检查SMILES格式是否正确： ```python from rdkit import Chem mol = Chem.MolFromSmiles("CCO") # 替换为你的SMILES if mol is None: print("无效的SMILES字符串") ``` 2. 若使用`.sdf`等文件，需确保文件路径正确且格式无损坏。 --- #### **2. 更新RDKit版本** - **问题**：旧版本可能存在已知的渲染Bug。 - **步骤**： ```bash conda update -c conda-forge rdkit # 通过conda更新 ``` 或重新安装： ```bash pip install rdkit-pypi --upgrade ``` --- #### **3. 调整绘图参数** - **问题**：默认渲染器可能不兼容当前环境（如Jupyter Notebook）[^1]。 - **步骤**： - 强制使用PNG格式（避免SVG渲染问题）： ```python from rdkit.Chem.Draw import IPythonConsole IPythonConsole.ipython_useSVG = False # 使用PNG ``` - 手动保存图像： ```python from rdkit.Chem import Draw img = Draw.MolToImage(mol) img.save("molecule.png") ``` --- #### **4. 处理复杂分子结构** - **问题**：大分子或立体化学结构可能导致布局错误[^4]。 - **步骤**： 1. 添加氢原子以优化结构显示： ```python mol = Chem.AddHs(mol) # 添加氢原子 ``` 2. 使用`Chem.rdDepictor.Compute2DCoords()`生成坐标： ```python Chem.rdDepictor.Compute2DCoords(mol) Draw.ShowMol(mol) ``` --- #### **5. 检查依赖项与环境** - **问题**：缺少依赖项（如Pillow、matplotlib）或环境冲突。 - **步骤**： ```bash pip install pillow matplotlib # 安装必要依赖 ``` --- #### **6. 调试报错信息** - **问题**：具体错误提示可定位原因（如`KeyError`或`AttributeError`）。 - **示例**： - **`KeyError: 'radical'`**：更新RDKit至最新版本。 - **`MolDraw2D`相关错误**：尝试简化分子结构或调整绘图函数参数。 ---
评论 3
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

生信小兔

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值