SDF文件中都有哪些东西，都表示什么意思
关键点
- SDF文件（Structure Data File）是一种用于存储化学分子结构和相关数据的文件格式，广泛用于化学信息学领域。
- 研究表明，SDF文件包含头部信息、原子和键的连接表、自定义数据字段等部分，具体内容因文件用途而异。
- 证据倾向于认为SDF文件的主要部分包括分子名称、坐标、键类型和额外属性，但格式细节可能因软件和版本不同而复杂。
文件定义
SDF文件是一种基于文本的格式，用于描述化学分子的结构信息和相关数据。它可以存储单个或多个分子的二维或三维结构，常用于分子模拟和药物设计。
文件组成部分
SDF文件通常包括以下主要部分：
- 头部块：包含分子名称、软件信息和注释。
- 计数行块：显示原子数和键数等信息。
- 原子块：记录每个原子的坐标、元素符号、电荷等。
- 键块：描述原子之间的连接类型和立体化学。
- 数据字段：存储自定义的额外信息，如分子属性。
- 分隔符：用”$$$$”标记每个分子的结束。
参考资源
详细报告
背景与定义
SDF文件，全称Structure Data File（结构数据文件），是一种广泛用于化学信息学的文件格式，专门用于存储和交换化学分子的结构信息及其相关数据。根据可靠的中文在线资源，如CSDN博客和维基百科的中文版，SDF文件最初由Molecular Design Limited (MDL)开发，现由Biovia（隶属于达索系统）维护。它基于MOL文件格式，允许存储单个或多个分子的二维或三维结构信息，常用于分子对接、分子动力学模拟和药物设计等领域。
文件格式的详细结构
SDF文件的结构复杂且模块化，包含多个关键部分。以下是各部分的详细解释，基于可靠资源整理：
1. 文件定义
- SDF文件由一系列连接在一起的mol文件组成，包含化合物的结构信息和额外数据。
- 它是一种基于ASCII文本的格式，支持存储多个分子，每个分子记录以”$$$$”分隔。
- 用途包括分子库管理、化学查询和数据交换，广泛兼容化学信息学软件如Open Babel和ChemDraw。
2. 头部块（Header Block）
- 包含三行信息：
- 第一行：通常是分子名称，例如”Levetiracetam”或”702″。
- 第二行：软件信息，例如”-OEChem-02271511112D”，表示创建文件的软件和日期。
- 第三行：注释，可以为空，用于提供额外说明。
- 这部分为文件提供基本元数据，方便识别和分类。
3. 计数行块（Counts Line Block）
- 包含12个固定长度字段：
- 前两个字段分别是原子数和键数，例如”9 8″表示9个原子和8个键。
- 氢原子通常不包括在计数中。
- 其他字段用于后续版本的扩展，长度分别为3个字符（前11个字段）和6个字符（最后一个字段）。
- 这部分为后续的原子和键信息提供基础计数。
4. 原子块（Atoms Block）
- 记录每个原子的详细信息：
- X、Y、Z坐标（各10个字符），用于描述分子在二维或三维空间中的位置。
- 元素符号（3个字符），例如”O”表示氧、”C”表示碳。
- 质量差（2个字符，范围-3到+4），表示原子的质量偏差。
- 电荷（3个字符），表示原子的电荷状态。
- 10个其他字段（各3个字符），通常很少使用，在Progenesis SDF Studio或Progenesis MetaScope中可以为空。
- 这部分是分子结构的核心，用于描述原子的空间分布和化学性质。
5. 键块（Bonds Block）
- 描述原子之间的连接：
- 第一个字段：第一个原子的索引。
- 第二个字段：第二个原子的索引。
- 第三个字段：键类型，例如1表示单键、2表示双键。
- 第四个字段：立体化学信息，用于描述键的空间构型。
- 包含3个很少使用的3个字符字段，可以为空。
- 这部分定义了分子的拓扑结构，反映原子之间的化学键关系。
6. 电荷（Charge）
- 格式为”M··CHG”：
- 第一个数字表示电荷数（最大8个）。
- 每个条目包含两个4个字符字段：第一个字段是原子索引（从1开始），第二个字段是电荷值，例如”+2″表示第一个原子的电荷为+2。
- 用于描述分子中带电原子的状态，常见于离子化合物。
7. 同位素（Isotope）
- 格式为”M··ISO”：
- 第一个数字表示同位素数（最大8个）。
- 每个条目包含两个4个字符字段：第一个字段是原子索引（从1开始），第二个字段是质量数，例如”2″表示第一个原子的质量数为2。
- 用于记录分子的同位素信息，常见于同位素标记实验。
8. 终止符（Terminator）
- “M··END”是必需的，必须出现在其他属性之后。
- 标记属性部分的结束，确保文件结构的完整性。
9. 数据字段（Data Fields）
- 自定义元数据，以”>”开头，字段名称在”<>”中，例如”> “。
- 每行最多200个字符，可以多行存储，用于记录额外的化学属性或注释，如分子量、化学式等。
- 这部分增强了SDF文件的灵活性，允许存储与分子结构相关的额外信息。
10. SDF分隔符（SDF Separator）
- “$$$$”表示每个分子记录的结束，用于区分多个分子。
- 在单个mol文件中不需要，但在包含多个分子的SDF文件中必不可少。
优点与使用价值
研究表明，SDF格式具有以下优点：
- 高效数据处理：支持快速处理大量分子数据，适合分子库管理和化学查询。
- 软件兼容性：与多种计算化学软件兼容，如Open Babel、ChemDraw、AutoDock等。
- 灵活性：通过数据字段支持自定义属性，满足不同研究需求。
根据药智新闻的报道，SDF格式在药物设计和虚拟筛选中尤为重要，能够标准化化学信息交换，减少数据兼容问题。
使用方法与示例
以一个简单的甲烷分子为例，SDF文件可能如下：
Methane
-OEChem-02271511112D
[空行]
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 V2000
0.0000 0.0000 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
M END
> <NAME>
Methane
$$$$- 第一行是分子名称”Methane”。
- 第二行是软件信息。
- 第三行为空。
- 计数行显示1个原子，0个键。
- 原子块描述碳原子的坐标。
- “M END”标记结束。
- 数据字段记录名称。
- “$$$$”结束记录。
参考资源
以下是获取更多SDF相关信息的可靠资源：
总结
SDF文件是化学信息学中不可或缺的工具，通过其模块化结构，详细描述了分子的结构和属性。无论是初学者还是高级研究人员，掌握SDF格式都能显著提高化学数据处理效率，尤其在药物设计和分子模拟中表现卓越。希望本文的介绍能为用户提供清晰的入门指引，更多细节可参考上述资源深入学习。