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REINVENT

AstraZeneca / AstraZeneca

REINVENT 是一个 Python 分子设计工具包,利用生成模型、强化学习和迁移学习,按需生成和优化小分子。

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概览

REINVENT 是命令行分子设计工具包,而非单一预测模型。其文档说明的适用范围包括从头设计、骨架跃迁、R 基替换、连接子设计和分子优化。它将生成模型与强化学习相结合,通过多组分评分引导分子生成,使其符合用户定义的性质配置。迁移学习则提供另一种途径,可根据给定的分子集调整或预训练模型。

工作流程从选择模型和运行模式开始,主要通过 TOML 配置;也支持 JSON 和 YAML。仓库提供配置示例及配套指南,并通过 Zenodo 链接公开的先验模型。用户需要根据本地安装情况调整示例文件路径。输出包括生成的分子和诊断日志;日志可写入文件或标准错误流。评分子系统还支持自定义 Python 插件,无需修改 REINVENT 的核心代码。

README 指定 Python 3.11 或更高版本,并支持 CPU 或 GPU 执行;如果未安装 GPU,会自动回退至 CPU。README 特别建议在迁移学习和模型训练时使用 GPU,同时指出许多强化学习评分组件运行在 CPU 上。关于平台验证的信息来自来源说明:Linux 被描述为经过全面验证,而 Windows 的测试较少,支持有限。使用 OpenEye 功能需要单独的许可证。来源摘录未能证实生成分子的基准测试性能或实验成功情况;因此,评估时应区分已配置的评分目标与经过独立验证的化学结果。

主要功能

  • 通过多组分评分表示的用户定义性质配置,使用强化学习进行优化。
  • 通过迁移学习,使生成模型面向一组输入分子进行创建或预训练。
  • 文档说明支持从头设计、骨架跃迁、R 基替换、连接子设计和分子优化。
  • 通过 TOML、JSON 或 YAML 配置命令行工作流,并为所有运行模式提供示例配置。
  • 通过 Python 命名空间包插件扩展评分,无需修改 REINVENT 核心代码。
  • 支持 CPU 和 GPU 执行,并提供用于选择设备、随机种子和日志记录的命令行控制选项。

使用场景

  • 预期评估:根据项目专用的多组分性质评分评估从头分子生成,然后独立检查生成的候选分子。
  • 预期评估:针对小分子研究问题,使用相应的文档模型和运行模式,比较骨架跃迁、R 基替换或连接子设计工作流。
  • 预期评估:通过迁移学习使生成模型适应给定的分子集,并评估生成候选分子与该输入集的关系。
  • 预期评估:通过插件机制集成项目专用的评分组件,并在将其用于优化前验证其行为。

使用方式

  1. 阅读官方 README,选择设计任务、模型和运行模式。在准备配置前,查看仓库中的 configs/ 示例及其配套 Markdown 指南。
  2. 按照文档中的安装流程,在隔离的 Python 环境中使用 Python 3.11 或更高版本。根据硬件,参照链接中的 PyTorch 指南选择处理器后端;README 将 uv 安装途径标注为实验性方案。
  3. 从 Zenodo 获取合适的公开先验模型,或查阅文档中的内部先验模型注册表。请单独核查模型条款与仓库代码许可证。
  4. 调整本地文件路径,并配置相应的评分配置或迁移学习输入。如果使用依赖 OpenEye 的功能,请确认其单独的许可要求。
  5. 通过文档说明的命令行接口运行已配置的工作流,并保留配置、随机种子和日志以供评估。检查生成的分子和评分行为;应将化学适用性作为单独的评估事项,而非已证实的结果。

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