Structure-Based Modeling

Structure-based modeling은 molecular structure를 first-class object로 다룹니다. Classical docking과 conformer workflow뿐 아니라 AI-based pose generation, scoring, structure-aware generation도 포함합니다. 핵심은 모델이 molecule score만 잘 내는지가 아니라 protein structure, ligand geometry, protein-ligand complex를 물리적으로 그럴듯한 시스템으로 다룰 수 있는가입니다.

이 wiki에서 이 영역은 먼저 molecular modeling anchor입니다. 가장 강한 claim이 learned representation, generation, scoring, evaluation에 있을 때 AI method가 들어옵니다.

Sequence-only input이 중심이면 Sequence-based modeling에서 시작하고, coordinate, pocket, pose, conformer, complex가 중심이면 이 페이지에서 시작합니다.

Structure-based modeling은 AI 여부로 나누지 않습니다. Classical docking, force-field minimization, learned scoring, diffusion pose generation은 모두 같은 object와 evaluation problem을 공유합니다. 차이는 search space, scoring rule, learned component, evidence입니다.

유용한 추상화는 아래와 같습니다.

여기서 는 protein 또는 pocket, 은 ligand, 는 initial/noisy geometry, 는 predicted pose 또는 structure, 는 score 또는 property입니다.

Working Map

  1. object를 정의합니다: protein, ligand, pocket, complex.
  2. candidate structure를 generate 또는 refine합니다.
  3. physical/chemical plausibility를 확인합니다.
  4. candidate를 rank 또는 score합니다.
  5. realistic split과 generalization assumption 아래에서 평가합니다.

Method Family

FamilyCore operationEvidence needed
Docking/searchconformer and pose search, scoringpose quality, enrichment, preparation protocol
Force-field refinementenergy minimization or dynamicsforce field, time step, convergence, artifacts
Learned scoringneural score or affinity predictorsplit, baseline, calibration, leakage audit
Generative pose modelsample/refine coordinatesvalidity, diversity, pose plausibility, denominator
Structure-aware designgenerate molecule/protein conditioned on structurechemical validity, binding evidence, novelty, filters

Structure Workflow Map

StageQuestionCommon failure
Receptor preparation어떤 structure, chain, protonation, missing residue, cofactor인가?template 또는 ligand leakage
Ligand preparationstereo, tautomer, protonation, conformer policy는 무엇인가?inconsistent chemical state
Pocket definitionknown, predicted, ligand-defined, blind, grid-based 중 무엇인가?unavailable information 사용
Pose generationsearch, diffusion, refinement, docking, sampling 중 무엇인가?plausible해 보이지만 strained geometry
Scoringpose score, affinity, ranking, enrichment, filter 중 무엇인가?score meaning collapse
EvaluationRMSD, clash, interaction, affinity, screening, utility 중 무엇인가?metric이 claim과 맞지 않음

Core Questions

  • 언제 sequence-only representation으로 충분하고, 언제 3D structure가 필요한가?
  • task가 pose quality, binding affinity, molecular generation, virtual screening 중 무엇인가?
  • error가 geometric, chemical, data-driven, evaluation artifact 중 어디에서 오는가?
  • benchmark가 real generalization을 측정하는가, related structure memorization을 측정하는가?
  • classical force field, minimization, simulation protocol이 method의 일부인가, diagnostic일 뿐인가?

Claim Separation

ClaimDo not confuse with
pose predictionbinding affinity prediction
docking scorecalibrated free energy
geometry validitybiological utility
high enrichmentgood absolute affinity
generated molecule validitysynthesizability or target selectivity

Topics

Evaluation Anchors

Paper Route

Specific paper는 Structure-based modeling papers, Protein modeling papers, Generative model papers에 둡니다. 이 페이지는 reusable route인 object, geometry, scoring, split, evidence에 집중합니다.

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