超越均方根偏差:用于超快速且经物理验证的过渡态生成的确定性 Dlow 匹配

由 root 提交于 周五, 10/02/2026 - 08:47
过渡态(TS)的生成通常通过几何相似性进行评估,然而,较低的均方根偏差(RMSD)并不能证明其具有一阶鞍点特征或反应路径连通性。本文提出 Kairos-GFM,这是一种确定性的等变流匹配模型,将二维反应图与反应物和产物三维几何结构经 Kabsch 对齐后的均值相结合。基于 881 个 Transition1x 反应(其参考过渡态均通过了严格的鞍点验证以及双向内禀反应坐标验证),Kairos-GFM 可在 0.0118 s 内生成一个候选结构,其中位 RMSD 为 0.14 [A]。一种分层物理验证框架——涵盖反应中心几何结构、未经修正的单点能、DFT 鞍点优化、谐振动频率分析以及 IRC 端点匹配——揭示了低 RMSD 和鞍点收敛并不能保证所得结构对应预期的反应通道。Kairos-GFM 在 75.94% 的反应中恢复了目标反应通道,性能优于基于扩散的方法,但仍低于基于输运的方法。这些结果表明,Kairos-GFM 可作为用于量子化学精修的快速初始几何结构生成器,并提供了一种可迁移的验证标准,用于区分几何相似性与物理保真度。

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超越 RMSD:用于超快速且经物理验证的过渡态生成的确定性 Dlow 匹配

hehua Li ,

Saisai Yu ,

Qiuyin Zhu ,

Zhenming Liu ,

Yongsheng Li ,

Shengwen Yang

doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755629

hehua Li 1 石河子大学化学化工学院,中国石河子 832002;

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Saisai Yu 2 新疆特色植物药资源教育部重点实验室;石河子大学药学院,中国石河子 832002

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Qiuyin Zhu 1 石河子大学化学化工学院,中国石河子 832002;

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Zhenming Liu 2 新疆特色植物药资源教育部重点实验室;石河子大学药学院,中国石河子 832002

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Yongsheng Li 1 石河子大学化学化工学院,中国石河子 832002;

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Shengwen Yang 2 新疆特色植物药资源教育部重点实验室;石河子大学药学院,中国石河子 832002

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通讯作者:

shengwenyang{at}shzu.edu.cn

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过渡态(TS)生成通常通过几何相似性进行评估,然而,较低的均方根偏差(RMSD)并不能证明其具有一阶鞍点特征或与反应路径相连通。在此,我们提出 Kairos-GFM——一种确定性的等变流匹配模型,将二维反应图与反应物和产物三维几何结构经 Kabsch 对齐后的均值相结合。利用包含 881 个 Transition1x 反应的数据集,其中参考过渡态均通过了严格的鞍点验证和双向内禀反应坐标(IRC)验证,Kairos-GFM 可在 0.0118 s 内生成一个候选结构,中位数 RMSD 为 0.14 Å。一个分层物理验证框架涵盖反应中心几何结构、原始单点能、DFT 鞍点优化、谐振动频率分析以及 IRC 端点匹配。结果表明,较低的 RMSD 和鞍点收敛并不能保证得到预期的反应通道。Kairos-GFM 在 75.94% 的反应中恢复了目标反应通道,其性能优于基于扩散的方法,但仍低于基于输运的方法。这些结果表明,Kairos-GFM 可作为量子化学精修的快速初始几何结构生成器,并提供一种可迁移的验证标准,用于区分几何相似性与物理保真度。

利益冲突声明

已声明的资助信息

国家医疗计划医师组织, https://ror.org/05r6ndz30,项目编号:H20250869

中国教育部基础学科与交叉学科突破计划,项目编号:JYB2025XDXM609

中国国家重点研发计划,项目编号:2022YFC2804900

国家自然科学基金,项目编号:22277006、92259302、22677007、22403069 和 82660813

北京市自然科学基金,项目编号:7242195

国家人才计划,项目编号:CZ000935、KZ667301 和 KZ0139

2026 年教育发展专项项目(第三批)——高等学校基本科研业务费,项目编号:CZ000713

版权

本预印本的。

该预印本依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 10 月 1 日。

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hehua Li ,

Saisai Yu ,

Qiuyin Zhu ,

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Yongsheng Li ,

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bioRxiv 2026.09.30.755629; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755629

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.755629v1?rss=1

🏷️ 过渡态生成 确定性流匹配 量子化学建模 鞍点验证 内禀反应坐标 物理保真度